Author: Делль Р.А. Афанасьева Р.Ф. Чубарова З.С.
Tags: одежда производства легкой промышленности легкая промышленность
ISBN: 5-7088-0404-1
Year: 1991
Text
ББК 37.23
Д29
- УДК 687.1.004.12 : 667.017.8(075.8)
Рецензенты: кафедра конструирования н технологии швейных изделий ЛИТЛП
им. С. М. Кирова (доц., канд. <ехн. наук А. М. Бойцова), ст. науч, сотр.,
канд. биол. наук Л. М. Римская (Ордена Ленина институт биофизики М3
СССР).
Редактор издательства Т. А. Хохлова
Делль Р. А., Афанасьева Р. Ф., Чубарова 3. С.
Д29 Гигиена одежды: Учеб, пособие для вузов.— 2-е изд.,,
перераб. и доп. — М.: Легпромбытиздат, 1991.— 160 с.:
ил.—ISBN 5-7088-0404-1.
Приведены общие гигиенические требования к одежде. Рассмот-
рены свойства материалов, влияющие на физико-гигиеническне по-
казатели одежды, основные принципы проектирования изделий для
защиты от холода н теплового воздействия, а также спецодежды.
Описаны методы физиолого-гигиенической оценки изделий.
По сравнению с первым изданием (1979 г.) комплексно изло-
жены вопросы оценки различных видов одежды с использованием
вычислительной техники.
Для студентов вузов легкой промышленности,
д
3003000000-127
044(01)-91
ББК 37.23
50-92
Учебное издание
Делль Роза Андреевна
Афанасьева Раллема Федоровна
Чубарова Зоя Степановна
Гигиена одежды
Художественный редактор В. В Зеркаленкова. Технический редактор
Н. В. Черенкова Корректоры В. Д Четверикова, Т. А. Лашкина
ИБ № 460
Сдано в набор 14.06.91. Подписано в печать 31.10.91. Формат 60X907is-
Бумага книжно-журнальная Объем 10,0 печ. л Усл. печ. л. 10,0 Усл. кр-отт. 10,25.
Уч-над л. 10,92. Тираж 8009 эка. Заказ № 146. Цена 1 р. 80 к.
Издательство «Легкая промышленн^тй и бытовое обслуживание».
113036, Москва, 1-Й КаДаЛевекИЙ иер*д. 12.
ISBN 5-7088-0404-1
4.
шздат»
© Издательство «Легкая индустрия»,
1979
© Делль Р. А., Афанасьева Р. Ф.,
Чубарова 3. С., 1991, с изменения-
ми
ВВЕДЕНИЕ
Одно из условий хорошего самочувствия человека, сохранения
его высокой работоспособности и здоровья — обеспечение тем-
пературного гомеостаза (т. е. термостабильного состояния) ор-
ганизма. Однако биологические возможности системы терморе-
гуляции человека ограничены, особенно в случае пребывания
его в охлаждающей среде. В связи с этим большая роль при-
надлежит «поведенческой» терморегуляции, направленной на
регулирование теплоотдачи в окружающую среду. Одним из ее
видов, расширяющих возможности существования и производ-
ственной деятельности человека, сделавших доступной жизнь
в районах с суровым климатом, является использование одеж-
ды. Но защитные функции одежды многогранны. В процессе
производственной деятельности ее назначение состоит в том,
чтобы предупредить неблагоприятное воздействие на человека
помимо метеорологических и других факторов среды (химичес-
кого, биологического, пылевого и т. д.). 1
Для достижения защитного эффекта одежда должна изго-
товляться с учетом комплекса гигиенических требований, т. е.
требований к материалам и конструкции, реализация которых
необходима для сохранения работоспособности и здоровья че-
ловека.
Создание одежды, удовлетворяющей гигиеническим требова-
ниям, обеспечивающей тепловой баланс человека и защиту его
от вредных производственных факторов,— сложная задача, осо-
бенно применительно к нагревающей среде, когда единственной
возможностью уменьшения термической нагрузки на организм
является испарение пота, а загрязнение внешней среды требу-
ет использования материалов и конструкции, препятствующих
этому процессу. В целях предотвращения неблагоприятного эф-
фекта свойства материалов, ухудшающие влагообмен человека
с окружающей средой, могут быть компенсированы, например,
рациональной конструкцией одежды, способствующей вентиля*
ции пододежного пространства, а недостатки конструкции (с
позиций поддержания температурного гомеостаза организма) —
использованием специальных систем (охлаждающих или обогре-
вающих). Исходя из сказанного создание одежды, отвечающей
гигиеническим требованиям, возможно лишь в результате ис-
пользования достижений в различных областях науки и произ-
водства (медицине, химии, теплофизике, математическом моде-
лировании, материаловедении, конструировании и технологии
швейных изделий, механизации и автоматизации швейных пред-
приятий и др.).
Попытки обосновать гигиенические требования к одежде от-
носятся еще к прошлому столетию (1865 г.), когда исследова-
ниями немецкого ученого-гигиениста М. Петтенкофера было по-
ложено начало научно-экспериментальному методу изучения ма-
териалов одежды. Позднее гигиенистами — русским А. В. Доб-
рославиным (1872 г.) и немецким М. Рубнером (1885 г.)—бы-
ло доказано, что вопрос о рациональной системе одевания нель-
зя свести лишь к качеству одних материалов. Для решения его *
необходимо установить количественную зависимость влияния '
одежды на микроклимат в пододежиом производстве и в ко-
нечном итоге на организм человека. Рациональность одежды, с
точки зрения М. Рубнера, всегда определяется соответствием i
ее внешним условиям и состоянию организма человека в опре-
деленный отрезок времени. М. Рубнером впервые были сформу-
лированы общие гигиенические требования к одежде. Положе-
ния, выдвинутые им, уточнялись и дополнялись многими отече-
ственными и зарубежными исследователями. При этом одежда j
изучалась как с целью выбора наиболее рациональной структу- i
ры материала, покроя и т. п., так и с целью разработки фи- 1
энологических и теплофизических норм, необходимых для про- I
ектирования одежды в соответствии с предъявляемыми к ней
гигиеническими требованиями. Еще в 1913 г. русский гигиенист
И. И. Тржемесский писал о необходимости установления науч-
ного критерия для определения тепловых свойств одежды в со-
ответствии с условиями погоды, времени года, климата н т. Д.
В 1934 г. гигиенистами А. Д. Астафьевым, С. И. Слоневским'
и теплофизиком К. Ф. Фокииым, исследовавшими взаимосвязь
теплообмена человека и теплофизических параметров одежды,
была продемонстрирована возможность проектирования одеж-
ды с заданными параметрами.
В 1946 г. на научной конференции по вопросам гигиены во-
енных тканей и одежды проф. Н. Ф. Галаниным было отмечено,
что для успешного расширения проблемы создания материалов
и одежды в соответствии с гигиеническими требованиями необ-
ходимо установление тесных контактов гигиенистов с инжене-
рами текстильной и швейной промышленности. Эти контакты
нужны для определения взаимосвязи между рядом свойств тка-!
ней (воздухопроницаемости, гигроскопичности, влагопроводнос-
ти, толщины и т. д.), конструкцией одежды н физиологическими
функциями человека, одетого в одежду.
Гигиенические требования к одежде для защиты от холода
были сформулированы Ю. В Вадковской, П. Е. Калмыковым
(СССР), П. Сайплом (США), к одежде для жаркого климата —
Ю. В. Вадковской.
Важным этапом в развитии положений о гигиене одежды
явилось начатое в 1932 г. Институтом общей и коммунальной
гигиены им. А. Н. Сысина Академии медицинских наук СССР
исследование влияния одежды на организм человека в различ-
ных климатических зонах страны. Былй экспериментально ис-
следованы типы одежды и микроклимат с учетом его воздейст-
вия яа Человека. В этих исследованиях наиболее значительные
заслуги А. Д. Астафьева и Ю. В. Вадковской. Изучению влйя-
жия одежды на организм человека посвящены также труды
К. А. Раппопорта, П. А Колесникова, Р. Ф. Афанасьевой,
В. С. Кощеева и др.
Обоснованию гигиенических требований к одежде способст-
вовали исследования отечественных и зарубежных ученых в
области терморегуляции и физиологии теплообмена человека
л разных условиях его жизнедеятельности (Н. К. Витте, А. Д.
Слонима, К. П. Иванова, И. С. Кандрора, А. Е. Малышевой,
П. Н. Веселкина, С. М. Городинского, В. И. Кричагина, Р. Ф.
Афанасьевой, Е. И. Кузнеца, В. О. Кощеева, С. П. Райхмана,
Г. В. Бавро и др.).
Большое значение в области исследования одежды имели
работы по изучению специальной одежды, проводимые в раз-
личных коллективах под руководством Н. В. Зимкииа, П. Е.
Калмыкова, С. М. Городинского, П. А. Колесникова, П. П. Ко-
кеткина.
Появление материалов из химических волокон, значительно
отличающихся от натуральных по ряду технических параметров,
вызвало необходимость проведения специальных гигиенических
-исследований для разработки методов и критериев их оценки.
Большую роль в этих исследованиях сыграли работы сотрудни-
ков Института общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сыси-
на Академии медицинских наук СССР Ю. В. Вадковской, К. А.
Раппопорта и А. И. Саутина.
Одно из направлений исследования одежды на современном
этапе — разработка и обоснование физиолого-гигиенических тре-
бований к специальной одежде, защищающей человека от не-
благоприятных факторов внешней среды, которые не поддают-
ся регулированию, создание на основе этого математических мо-
делей проектирования рациональной одежды и прогнозирования
теплового состояния человека. Современный уровень развития
техники и технологии производства швейных изделий позволяет
создавать одежду, регулирующую теплообмен между человеком
и окружающей средой путем подвода или отвода тепла благо-
даря применению в ней специальных охлаждающих или нагре-
вающих устройств.
В настоящее время накоплен большой материал по гигиени-
ческой оценке одежды: разработаны методы и критерии физио-
лого-гигиенической оценки одежды; установлена взаимосвязь
между некоторыми техническими параметрами материалов одеж-
ды и одежды в целом; исследовано влияние различной по ма-
териалам и конструкции одежды на организм человека; созданы
математические модели теплообмена и терморегуляции человека.
Эти данные являются основой для проектирования одежды раз-
ного назначения.
Главная задача курса «Гигиена одежды» — изучение основ-
ных гигиенических требований к одежде различного назначения
§
на основе представлений о физиологии теплообмена между че-
ловеком и внешней средой, рассмотрения физиологических по-
казателей, определяющих соответствие одежды гигиеническим
требованиям, и основных гигиенических принципов проектиро-
вания одежды разного назначения, а также современных мето-
дов физиолого-гигиенической оценки одежды.
При составлении учебного пособия использованы результа-
ты исследовательских работ ряда научно-исследовательских ин-
ститутов нашей страны: Центрального научно-исследовательско-
го института швейной промышленности, Института общей и ком-
мунальной гигиены им. А. Н. Сысина Академии медицинских
наук СССР, Ордена Ленина института биофизики Министерст-
ва здравоохранения СССР, Института гигиены труда и проф-
заболеваний Академии медицинских- наук СССР.
Авторы приносят благодарность кафедре конструирования и
технологии швейных изделий ЛИТЛП им. С. М. Кирова и канд.
биол. наук Л. М. Римской за ценные замечания, сделанные при
рецензировании рукописи учебного пособия.
ТЕПЛООБМЕН ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА
С ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ
Среди многих функций одежды существенной для сохранения
здоровья, создания предпосылок к высокой работоспособности
и производительности труда является поддержание теплового
баланса организма человека с окружающей средой с целью
обеспечения температурного гомеостаза организма. Жизнедея-
тельность человека часто протекает в условиях, представляющих
потенциальную опасность его охлаждения или перегревания. На-
рушение температурного гомеостаза, являющееся следствием
нарушения теплового баланса, сопровождается напряжением
механизмов терморегуляции, что может оказывать существенное
влияние на состояние различных функциональных систем чело-
века (сердечно-сосудистой, нервной, дыхательной, эндокринной
и др.). Основная роль в поддержании теплового баланса при-
надлежит «поведенческой» терморегуляции человека (использо-
вание одежды, жилья, ограничение времени пребывания в не-
благоприятных условиях), однако в известных пределах это мо-
жет осуществляться и за счет физиологической терморегуляции.
1.1. ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ ЧЕЛОВЕКА
Организм человека — это саморегулирующая система, физиоло-
гический механизм которой с целью поддержания постоянной
температуры тела направлен на обеспечение соответствия ко-
личества образованного тепла (теплопродукции) количеству
тепла, отданного во внешнюю среду (теплоотдаче). Если в ка-
кой-либо период эта система разбалансирована, в организме
происходит накопление или убыль тепла. Совокупность физиоло-
гических процессов, обусловленных деятельностью центральной
нервной системы и направленных на поддержание температуры
мозга и внутренних органов в узких определенных границах,
несмотря на значительные колебания температуры среды и соб-
ственной теплопродукции, называется терморегуляцией [1.1}.
При перегревании организма, т. е. когда приход энергии су-
щественно превышает ее расход, механизмы терморегуляции
способствуют увеличению теплоотдачи. Она осуществляется че-
рез систему кровообращения путем потоотделения. Роль систе-
мы кровообращения состоит в усилении тока крови через кожу,
что становится возможным вследствие расширения кожных со-
Mg*»
Рис. 1.1. Динамика средневзвешенной температуры кожи
(а) и теплового потока с поверхности тела (б) человека,
одетого в шорты (в состоянии относительного физическо-
го покоя в охлаждающей среде при температуре воздуха
/в= +10 °C) :
/ — лоб; 2 — голень; 3 —туловище; 4 — плечо; 5 — бедро; 6 —
кисть; 7 — стопа
Время от начала экспе-
римента Г, мин
Рис. 1.2. Динамика энер-
готрат раздетого челове-
ка, находящегося в сос-
тоянии относительного
физического покоя при
различной температуре
воздуха:
1 — (—Ю) °C; 2 —0’С; 3-
(+10) °C
судов, а также увеличения частоты сердечных сокращений и ми-
нутного объема крови. В результате этого увеличиваются тепло-
проводность тканей и поступление тепла к поверхности кожи.
Увеличение ее температуры способствует большему рассеива-
нию тепла в окружающую среду.
Реакции организма при охлаждении направлены на умень-
шение теплоотдачи и увеличение количества тепла, вырабатыва-
емого организмом (рис. 1.1). Уменьшение теплоотдачи происхо-
дит в результате спазмирования кровеносных сосудов, которое
приводит к увеличению теплоизоляции поверхностных тканей и
снижению их температуры (уменьшению температурного гра-
диента). Увеличение теплообразования осуществляется преиму-
щественно за счет повышения мышечного тонуса и дрожи [1.2].
Терморегуляцию, обеспечивающую
увеличение теплообразования в орга-
низме в ответ на его охлаждение, при-
нято называть химической, а терморе-
гуляцию, направленную на уменьше-
ние или увеличение теплоотдачи в ок-
ружающую среду — физической. Уве-
личение теплообразования в результа-
те воздействия холода на человека, на-
ходящегося в состоянии относительно-
го физического покоя, показано на
рис. 1.2, а снижение теплоотдачи — на
рис. 1.1. В наибольшей степени физи-
ческая терморегуляция проявляется
в области кистей и стоп (теплоотдача
может снизиться на 40 %), в наимень-
шей— в области головы, что необхо-
8
дамо учитывать при создании и оценке средств защиты (одеж-
ды, обуви, рукавиц, головных уборов) от охлаждения.
С целью сохранения температурного гомеостаза (постоянной
температуры тела) организм человека должен находиться в тер-
мостабильном состоянии. Для характеристики этого состояния,
при котором отмечается равенство между теплообразованием и
теплоотдачей, вводится понятие «тепловой баланс».
1.2. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ЧЕЛОВЕКА
Тепловой баланс достигается координацией процессов, направ-
ленных на выработку тепла в организме (теплопродукции) и его
выведение — теплоотдачу. Он осуществляется аппаратом хими-
ческой и физической терморегуляции человека, а также путем
приспособительных действий человека, направленных на созда-
ние оптимального микроклимата, и использования одежды («по-
веденческая» терморегуляция).
Тепловой баланс в общем виде может быть описан уравне-
нием'
Q-r.n-l- Qt.h = Qpa a~|-|Qkohb-|_'Q конд 4" фнсп.д-|- фисп.дых“Ь
+ Qисп п + Q дых.и dt A'Qт.с,
где Qin—теплопродукция человека; QT н — внешняя тепловая нагрузка (на-
пример, вследствие солнечной радиации); <2Рад— потери тепла радиацией;
Qkohb — потери тепла конвекцией; <2„онд — потери тепла кондукцией; Qacn.a —
потери тепла испарением диффузионной влаги с поверхности кожи;
Сиспдых — потери тепла испарением влаги с верхних дыхательных путей;
Qhch и—'Потери тепла испарением выделяемого пота; фдыхн — потери тепла
вследствие нагревания вдыхаемого воздуха; AQT с — изменение теплосодер-
жания организма относительно его комфортного уровня (дефицит илн на-
копление тепла в организме).
Обе части равенства, характеризующие тепловой баланс
(теплообразование и теплоотдача), являются переменными, за-
висящими как от физиологических, так и от физических пара-
метров.
Теплообразование в большей степени зависйт от физиологи-
ческих реакций, теплоотдача — от физических факторов окружа-
ющей среды, одежды. Физиологические реакции регулируют пе-
редачу тепла от внутренних тканей тела человека и поверхнос-
ти кожи.
Теплообразование (теплопродукция человека) —выработка
теплоты в организме в результате энергетических превращений
в живых клетках; она связана с непрерывно совершающимся
биохимическим синтезом белков и других органических соеди-
нений, с осмотической работой (переносом ионов), с механичес-
кой работой мышц (сердечной мышцы, гладких мышц различ-
ных органов, скелетной мускулатуры). В организме человека,
находящегося в состоянии относительного физического покоя,
.50% теплоты образуется в органах брюшной полости (главным
♦
образом в печени), 20% в скелетных мышцах и центральной
нервной системе, 10% — при работе органов дыхания и кровооб-
ращения. При выполнении физической работы, а также при вы-
раженном охлаждении человека в покое (дрожь) значительно
увеличивается доля образования теплоты в скелетных мышцах
(см. рис. 1.2). Часть энергии, образующейся в организме при-
выполнении физической работы, расходуется на внешнюю рабо-
ту [1.3]. Основная же ее часть переходит в тепловую iQT.n (теп-
лопродукцию).
Таким образом, энергия, выделяемая в организме в виде теп-
ла (теплопродукция) и обеспечивающая поддержание постоян-
'ного уровня температуры тела, составляет при физической ра-
боте только часть энерготрат Q3.t. В случае, когда вырабаты-
ваемая в организме человека энергия не расходуется на внеш-
нюю механическую работу, она вся практически превращается-
в тепловую. Это наблюдается, например, у человека, находя-
щегося в состоянии относительного физического покоя (лежа,
сидя, стоя) и выполняющего некоторые виды физической рабо-
ты (такие, как ходьба по ровной местности [1.3, 1.4]). Энергия,,
расходуемая на выполнение внешней работы N, может быть оп-
ределена из уравнения
#=-n(Q3.T-Qo),
где ц —1 термический коэффициент полезнопр действия; Qo — величина ос-
новного обмена.
Расход энергии в состоянии полного покоя (при расслабле-
нии мышц, отсутствии внешних раздражителей, натощак, в ком-
фортных микроклиматических условиях), т. е. в условиях, обес-
печивающих минимальную активность механизмов терморегуля-
ции, принято называть основным обменом. Он характеризует
то минимальное количество энергии, которое необходимо для
поддержания основных жизненных процессов.
Основной обмен (табл. 1.1) у здорового человека колеблется-
в зависимости от возраста и пола [1.3].
Основной обмен человека, Вт/м2
Таблица 1.Ь
Возраст, лет Мужчина Женщина Возраст, лет Мужчина Женщина
39
40
39
4 э fi Ш.
я W та м
12 51
15 49
20 45
40
70
38
38
37
36
36
»
Таблица 1.2
Термический коэффициент полезного действия при различных видах
физической деятельности человека
Вид физической деятельности
Эиерготраты
Qa T, Вт/м5
Термически! ко-
эффициент полез-
ного действии
Покой
лежа полулежа сидя 40,6 46,5 58,1 •
СТОЯ 69,7 ® •
Ходьба по ровной местности со иго»
р остью, км/ч
3,2 116,2 К
4,0 139,5 1 ‘
4,8 151,1 i ।
5,6 186,0 i
6,4 220,9
8,0 337,2 i г
Ходьба, по наклонной местности при
угле наклона, град, со скоростью,
5 1Л 139,5 0,07
5 3,2 174,4 0,10
i 4,8 232,5 0,11
1 6,4 354,6 0,10 *
15 1,6 168,6 0,15
IB 3J2 267,4 0,19
406,9 0,19
я В 209,3 0,20 ’
25 » 389,5 0,21
Работа плотника
распиливание на машине 104,6 0
» вручную 032,5—279 0,1—0,2
строгание > 325,5—372 0,1—0,2
Таким образом, для определения теплопродукции человека,
выполняющего физическую работу, необходимо знать его общие
энерготраты Q3.T, термический коэффициент полезного действия
т] и основной обмен Qo, т. е.
Qt.h = Qs.r—Т] (Qs.t—Qo) •
Энерготраты и термический коэффициент полезного действия
при некоторых видах физической работы человека приведены
в табл. 1.2. Данные о теплообразовании используются для оп-
ределения теплопотерь человека, величина Которых является ос-
новой для расчета теплового сопротивления одежды, обеспечи-
вающей сохранение теплового баланса организма в конкретных
условиях ее эксплуатации.
11
* ' 13. ТЕПЛООТДАЧА ЧЕЛОВЕКА
Теплоотдача — это теплообмен между поверхностью тела чело-
века и окружающей средой. В сложном процессе сохранения-
теплового баланса организма регуляция теплоотдачи имеет боль-
шое значение. Применительно к физиологии теплообмена теп-
лоотдача рассматривается как переход теплоты, освобождаемой
в процессах жизнедеятельности, из организма в окружающую-
среду. Теплоотдача осуществляется в основном излучением, кон-
векцией, кондукцией, испарением. В условиях теплового комфор-
та и охлаждения наибольшую долю занимают потери тепла ра-
диацией и конвекцией (73—88% общих теплопотерь) [1.5, 1.6}.
В условиях, вызывающих перегревание организма, преобладает
теплоотдача испарением.
Радиационный теплообмен. В любых условиях жизнедеятель-
ности человека между ним и окружающими телами происходит
теплообмен путем инфракрасного излучения (радиационный теп-
лообмен). Человек в процессе своей жизнедеятельности часто
подвергается нагревающему воздействию инфракрасных излуче-
ний с разными спектральными характеристиками: от солнца,
нагретой поверхности земли, зданий, отопительных приборов,
и т. д. В производственной деятельности с радиационным нагре-
ванием человек сталкивается, например, в горячих цехах ме-
таллургической, стекольной, пищевой промышленности и др.
Излучением человек отдает тепло в случаях, когда темпера-
тура ограждений, окружающих человека, ниже температуры по-
верхности тела. В окружающей человека среде часто встреча-
ются поверхности, имеющие температуру значительно ниже тем-
пературы тела (холодные стены, застекленные поверхности).
При этом потери тепла излучением могут быть причиной мест-
ного или общего охлаждения человека. Радиационному охлаж-
дению подвергаются строительные рабочие, рабочие, занятые-
на транспорте, обслуживающие холодильники и др.
Теплоотдача излучением в комфортных метеорологических.
условиях составляет 43,8—59,1% общих теплопотерь. При нали-
чии в помещении ограждений с температурой более низкой, чем
температура воздуха, удельный вес теплопотерь человека излу-
чением возрастает и может достигать 71%. Этот способ охлаж-
дения и нагревания оказывает более глубокое воздействие на-
организм, чем конвекционный [1.5}. Передача тепла излучением*
пропорциональна разности четвертых степеней абсолютных тем-
ператур поверхностей тела человека и окружающих предметов.
При небольшой разности температур, что практически наблю-
дается в реальных условиях жизнедеятельности человека, урав-
нение для определения потерь тепла радиацией 0Рад, Вт, можно»
записать так:
Qpa« = Ярад5рад (Л /а),
где <Храд — коэффициент излучения, Вт/(м2-°С); 5рад — площадь поверхности
। тела человека, участвующей в радиационном теплообмене, м2; ti — темпера-
> тура поверхности тела (одежды) человека, °C; tz — температура поверхности
окружающих предметов, °C.
\ Коэффициент излучения аРад при известных значениях Л и
12 может быть определен по табл. 1.3.
Поверхность тела человека, участвующая в радиационном
еплообмене, меньше всей поверхности тела, так как некоторые
Ласти тела взаимно облучаются и не принимают участия в об-
мене. Поверхность тела, участвующая в обмене тепла, может
составлять 71—95% всей поверхности тела человека. Для лю-
дей, находящихся в положении стоя или сидя, коэффициент эф-
фективности излучения с поверхности тела составляет 0,71; в
процессе движения человека он может увеличиваться до 0,95.
Потери тепла радиацией с поверхности тела одетого челове-
ка |<?Рад, Вт, могут быть определены также по уравнению [1.4]
СРад=3(95-10~^^(/Од+273)4—(/ср+273)4,
< So
ые S — поверхность тела раздетого человека, м2 (табл. 1.4); 50Д — площадь
поверхности тела, покрытой одеждой, м2; So—площадь открытой поверхно-
> ги тела, м2; tax — температура поверхности одежды, °C; /ср — средняя ра-
шационная температура*, °C.
Таблица 1.3
Коэффициент излучения арад при различной температуре
поверхности тела и окружающих предметов
Температура поверхности окружающих предметов i2, "С
I емпература поверхности тела (одежды) человека
<1, °C —60 -«-50 —40 —30 —20 —10 0
В 2,7 2,9 3,0 3,2 3,4 3,6 4,0
3,0 3,1 3,3 3,5 3,8 4,0 4,4
я 3,3 3,4 3,6 3,8 4,0 4,3 4,6
в 3,5 3,6 3,8 4,1 4,3 4,6 4,9
40 3,8 3,9 4,1 4,3 4,6 4,9 5,2
Окончанн е табл. 1Д
I емпература поверхности Температура поверхности окружающих предметов °C
тела (одежды) человека
<1. °C + 10 +20 +30 +40 +50 +60 +70
0 4,4 4,7 5,0 5,2 5,5 5,7 6,1
Ж 4,6 4,9 5,2 5,5 5,7 6,0 6,4
20- 4,9 5,1 5,4 5,7 6,0 6,3 6,6
5,2 5,4 5,7 6,0 6,3 6,6 6,9
40 5,5 5,7 5,9 6,3 6,6 7,0 7,4
* Для человека, помещенного в определенном пункте, в определенном
положении и комплекте одежды. Определяется как температура черного ог-
раждения, вызывающая такое же охлаждение, как и действительная ограж-
цоющая поверхность.
Поверхность тела человека,ма, в зависимости от роста и массы
М веса, кг
Рост, см Ь0;
2Э 30 М 40 45 50 55 65
200 1,84 1,91 1,97
195 1,73 1,80 1,87 1,93
190 1,56 1,63 1,70 1,77 1,84 1,90
185 1,53 1,60 1,67 1,74 1,80 136
180 1,49 1,57 1,64 1,71 1”
175 1,19 1,28 1,26 1,46 1,53 1,60 1,67 11
170 1,17 1,26 1,34 1,43 1,50 1,57 1.S: I3S 17»
165 1,14 1,23 1,31 1,40 1,47 1,54 1,60 172
160 1,12 1,21' 1,29 1,37 1,44 1,50 1,56 ^3 138
155 1,09 1,18 1,26 1,33 1,40 1,46 1,52 138 S4
150 1,06 1,15 1,23 1,30 1,36 1,42 1,48 .34 1 30
145 1,03 1,12 1,20 1,27 1,33 1,39 1,45 -3I 136
140 1,00 1,09 1,17 1,24 1,30 1,36 1,42 1,47 132
135 0,97 1,07 1,14 1,20 1,26 1,32 1,38 1,43 1,48
130 0,95 1,04 1,11 1,17 1,23 1,29 1,35 1,40
125 0,93 1,01 1,08 1,14 1,20 1,26 1,31 1,36
120 0,91 0,98 1,04 1,10 1,16 1,22 1,27
Таблица 1.4
,0 75 80 85 90 95 100 105
2,03 2,09 2,15 2,21 2,26 2,3|Ь 2,36 2,41
1,99 2,05 2,11 2,17 2,22 2,27 2,32 2,37
1,96 2,02 2,08 2,13 2,18 2,23 2,28 2,33
1,92 1,98 2,04 2,09 2,14 2,19 2,24 2,29
1,89 1,95 2,00 2,05 2,10 2,15 2,20 2,25
1,85 1,91 1,96 2,01 2,06 2,11 2,16 2,21
1,81 1,86 1,91 1,96 2,01 2,06 2,11
1,78 1,83 1,88 1,93 1,98 2,03 2,07
1,73 1,78 1,83 1,88 1,93 1,98
1,69 1.74 1,79 1,84 1,89
1,65 1,70 1.75 1,80
1,61 1,66 1,70
1,57
. Конвекционный теплообмен. Передача тепла конвекцией осу-
ществляется с поверхности тела человека (или одежды) движу-
щемуся вокруг него (нее) воздуху. Различают конвекционный
теплообмен свободный (обусловленный разностью температур
поверхности тела и воздуха) и принудительный (под влиянием
движения воздуха). По отношению к общим теплопотерям в ус-
ловиях теплового комфорта теплоотдача конвекцией составляет
20—30% [1.7]. Существенно возрастают потери тепла конвекци-
ей в условиях ветра.
Потери тепла конвекцией QKOhb, Вт, могут быть определены
(на основе закона охлаждения тел, открытого Ньютоном, по урав-
нению
Qkohb ==<1конв5 (top tp) >
где Окоив—коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/(м2-°С); /в — темпера-
тура воздуха, °C.
При расчетах количества тепла, отдаваемого человеком, наи-
большую сложность представляет определение величины ако8в.
Эта величина не является постоянной и зависит от ряда пере-
менных факторов: температуры воздуха, формы поверхности те-
ла и его размеров, шероховатости поверхности. Учет всех этих
факторов практически чрезвычайно труден и часто приводит к
шачительному усложнению формул для определения конвекци-
онного теплообмена.
В наибольшей степени аконв зависит от скорости ветра:
Скорость ветра Р, м/с
0—0,5
0,6—1,7
1,8—3,3
3,4—5,2
5,3—7,4
7,5—9,8
9,9—12,4
12,5—15,2
15,3-18,2
Коэффициент аконв,
Вт(м2 °C)
i 7
Потери тепла конвекцией QKohb, Вт, с поверхности одежды,
покрывающей тело человека, можно представить следующим
уравнением [1.4]:
Qkohb ==S—^-Оконв (top,—ta) •
So
При малых скоростях ветра аКонВ является функцией разнос-
ти температур top.—ta- При больших скоростях ветра аКонв —
функция скорости ветра, т. е.
аКонв=2,39(/од—tB)0’25 при 2,39(/ОД—/в)0-25>12,1ущ*
аКОнв=12,1Уи при 2,39(^од—/в)°’25<.12,1Уо.
15
С использованием суммарного значения коэффициента тепло*
отдачи (арад.конв) могут быть определены значения радиацион*
но-конвективных теплопотерь (фрад.конв) по уравнению
С?рад.конв = Орад.коив (Л>д—^в) •
Кондукционный теплообмен. Теплоотдача от поверхности те-у
ла человека к соприкасающимся с ним твердым предметам осу,4
ществляется проведением (кондукцией). Потери тепла кондук-
цией в соответствии с законом Фурье могут быть определены nd
уравнению
6
где Qkohj — количество тепла, прошедшего через стенки с площадью S, м2,
в течение времени т, Вт; X — коэффициент теплопроводности пакета мате-
риалов одежды, Вт/(м-°С); ti — температура внутренней стороны пакета ма-
териалов одежды, °C; tz — температура наружной (холодной) стороны паке-
та материалов, °C; 6—толщина пакета материалов одежды, м; S—площадь
Поверхности тела, соприкасающейся с твердым предметом, м2.
Как видно из уравнения, отдача тепла кондукцией тем боль-
ше, чем ниже температура предмета, с которым соприкасается
человек, чем больше поверхность соприкосновения и меньше тол-
щина пакета материалов одежды.
В обычных условиях удельный вес потерь тепла кондукцией
невелик, так как коэффициент теплопроводности неподвижного
воздуха незначителен. В этом случае человек теряет тепло кон-
дукцией лишь с поверхности стоп, площадь которых составля-
ет 3% площади поверхности тела. Но иногда (в кабинах сель-
скохозяйственных машин, башенных кранов, экскаваторов
и т. д.) площадь соприкосновения с холодными стенами может
быть довольно большой. Кроме того, помимо размера контак-
тирующей поверхности имеет значение и подвергающийся ох-
лаждению участок тела (стопы, поясницы, плеч и т. д.).
Теплоотдача испарением. Важным способом теплоотдачи,
особенно при высокой температуре воздуха и выполнении чело-
веком физической работы, является испарение диффузионной
влаги и пота. В условиях теплового комфорта и охлаждения че-
ловек, находящийся в состоянии относительного физического по-
коя, теряет влагу путем диффузии (неощутимой перспирации)
с поверхности кожи и верхних дыхательных путей. За счет это-
го человек отдает в окружающую среду 23—27% общего тепла,
при этом 7з потерь приходится на долю тепла испарением с
верхних дыхательных путей и 2/з — с поверхности кожи. На вла-
гопотери путем диффузии оказывает влияние давление водяных
паров в воздухе, окружающем человека. Поскольку в земных
условиях изменение давления водяных паров невелико, влаго-
потери вследствие испарения диффузионной влаги принято счи-
тать относительно постоянными (30—60 г/ч). Несколько колеб-
лются они лишь в зависимости от кровоснабжения кожи.
№
Потери тепла путем испарения диффузионной влаги с по-
верхности кожи фисп.д, Вт, могут быть определены по уравне-
нию [1.4}
С2исп.д=3,06- 10-3S (256£к—3360—ра),
где tK — температура кожи, °C; ра — парциальное давление пара в окружаю-
щем воздухе, Па.
Вдыхаемый воздух, проходя по дыхательным путям, увлаж-
няется за счет испарения влаги со слизистого слоя. Во время
выхода водяной пар частично конденсируется, поэтому выдыха-
емый воздух содержит больше влаги, чем вдыхаемый.
Потери тепла при испарении влаги с верхних дыхательных
путей Оиспдых, Вт, могут быть определены по уравнению [1.4]
<2Исп.дых= 14,9- 10-6QT.n(5880—ра),
где QT п — теплопродукция, Вт.
Потери тепла при испарении пота. Потоотделение представ-
ляет собой один из наиболее мощных механизмов терморегуля-
ции, играющих важную роль в условиях перегревания организ-
ма и при выполнении человеком физической работы.
Потоотделение во многом определяется уровнем физической
активности человека, метеорологическими условиями, термичес-
ким сопротивлением одежды. Максимально возможная величина
теплопотерь при испарении пота <?Исп.п, Вт, может быть опреде-
лена по уравнению [1.7]
’Qiicn.n = 10,2 (Рнас.к Ра) (0,5-|-Уо),
где рНа с к — максимально возможное насыщение водяного пара при темпе-
ратуре кожи человека, мм рт. ст.* (табл. 1.5); ра— давление водяного пара
в воздухе, мм рт. ст. (см. табл. 1.5); v — скорость движения ветра, м/с.
Разность (рнас к—Ра) называют физиологическим насыщени-
ем. Величина потоотделения при равных метеорологических па-
раметрах и показателях физико-химических свойств одежды оп-
ределяется величиной энерготрат.
Потери тепла испарением пота в комфортных условиях
Фисп п, Вт, применительно к различному уровню энерготрат мо-
гут быть определены по уравнению [1.4]
Qncn.n = 0,365 (QT.n/S—58).
Общие теплопотери испарением влаги (диффузионной и по-
та), Вт, могут быть определены также экспериментальным пу-
тем с использованием уравнения
<2иеп.п =0,679 ,
[ t J
где т — первоначальная масса человека, кг; mi — масса человека по истече-
нии определенного времени т, кг; Дт» — изменение массы одежды, кг; т —
время, ч.
* 1 мм рт. ст. = 13Й.Э Па. — .....
нм
Таблица 15
Давление водяных Народ в воздухе, мм рт. ст.* (по wia Н. К. Витте) __________________________
Огносвтеаьвая влажность воздуха, %
Температура врздуха и ко- жи человека, °C 30 35 40 45 50 55 60 65 70 80 90 100
0 1,4 1,6 1,8 2,0 2,3 2,5 2,8 3,0 3,2 3,7 4,1 4,6 5 2,0 2,3 2,6 2,8 3,2 3,5 2,9 4,2 4,6 5,2 5,9 6,5 10 2,7 3,2 3,6 4,0 4,6 5,0 5,4 5,9 6,3 7,2 8,2 9,2 12 3,1 3,6 4,2 4,7 5,2 5,7 6,2 6,8 7,3 8,3 9,4 10,4 14 3 5 4 1 4,7 5,4 6,0 6,6 7,0 7,6 8,2 9,4 10,8 11,7 16 4 0 4 7 5,4 6,0 6,7 7,4 8,1 8,8 9,4 10,8 12,9 13,5 18 45 5,2 6,0 6,7 7,5 8,2 9,0 9,8 10,5 12,0 13,4 15,0 20 5,0 6,0 6,7 7,3 8,5 9,3 10,2 11,0 11,9 13,6 14,6 17,0 22 5 8 6,8 7,3 8,8 9,8 10,8 11,7 12,8 13,6 15,7 17,3 19,6 24 6 7 7,8 8,8 10,0 11,1 12,2 13,4 14,6 15,6 17,8 20,0 22,2 26 7 5 8,7 10,0 11,0 12,2 13,4 15,0 16,2 17,5 20,0 22,0 25,0 28 84 9 8 11,0 12,6 14,0 15,4 16,8 18,2 « 19,6 22,4 25,2 28,1 30 94 11’,0 12,6 14,2 15,8 17,4 18,8 20,2 22,0 25,3 28,4 31,5 32 ю’,6 12,3 14,2 15,8> 17,6 19,4 21,3 23,0 24,7 28,4 31,6 35,3 34 12,3 13 8 15,8 17,8 19,8 21,8 24,6 26,4 28,6 31,6 35,6 39,5 36 13,3 15,5 17,7 20,0 22,1 24,3 26,6 28,9 31,0 35,4 40,0 44,2 38 14 8 17 2 19,7 22,1 24,6 27,1 29,6 32,1 34,4 39,4 44,2 49,3 40 164 19 1 22,3 24,7 24,4 30,2 32,9 35,6 38,2 44,6 49,4 54,7 42 18 2 21 2 24,3 27,4 30,4 33,4 36,4 39,4 42,4 48,6 54,8 60,7 44 20 1 23 5 26,9 30,4 33,7 37,1 40,3 43,5 47,0 53,9 60,8 67,4 46 22 4 26,1 29,9 33,6 37,2 41,3 44,8 48,8 52,2 59,8 62,7 74,4 48 242 28 8 33,1 37,2 41,3 45,4 49,5 53,6 57,7 66,2 74,4 82,7 50 273 32,2 37,0 41,6 46,2 50,8 55,5 60,2 64,5 74,0 83,2 92,5 • 1 мн рт ст.»133,3 Па,
Теплоотдача при дыхании. Потери тепла вследствие нагре-
вания вдыхаемого воздуха составляют небольшую долю по срав-
нению с другими видами потерь тепла, однако с увеличением
энерготрат и со снижением температуры воздуха теплопотери
этого вида увеличиваются.
Потери тепла вследствие нагревания вдыхаемого воздуха
Оных.и, Вт, могут быть определены по уравнению
фдых.н==±0,0012Q3.T (34—Zb) ,
где 34 — температура выдыхаемого воздуха, °C (в комфортных условиях) *.
В заключение следует отметить, что приведенные выше урав-
нения для расчета составляющих теплового баланса позволя-
ют лишь ориентировочно оценить теплообмен человека с окру-
жающей средой. Существует также ряд уравнений (эмпиричес-
ких и аналитических), предложенных разными авторами и поз-
воляющих определить необходимую для расчета теплового
сопротивления одежды величину радиационно-конвективных
теплопотерь (<2рад конв).
В' связи с этим в исследованиях наряду с расчетными при-
меняются экспериментальные методы оценки теплообмена ор-
ганизма. К ним относятся методы определения общих влаго-
потерь человека и потерь влаги испарением путем взвешивания
раздетого н одетого человека, а также определения радиацион-
но-конвективных теплопотерь с помощью тепломерных датчи-
ков, размещаемых на поверхности тела.
Помимо прямых методов оценки теплообмена человека ис-
пользуются косвенные, отражающие влияние на организм раз-
ницы между теплоотдачей и теплопродукцией в единицу време-
ни в конкретных условиях жизнедеятельности. Это соотношение
определяет тепловое состояние человека, сохранение которого
на оптимальном или допустимом уровне является одной из глав-
ных функций одежды. В связи с этим показатели и критерии
теплового состояния человека служат физиологической основой
как проектирования одежды, так и ее оценки.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 1. Иванов К. П. Основные принципы регуляции температурного гомео-
стаза/В кн . Физиология терморегуляции. Л., 1984. С. 113—137.
1.2 Иванов К. П. Регуляция температурного гомеостаза у животных и
человека. Ашхабад, 1982.
1 3 Беркович Е. М. Энергетический обмен в норме и патологии. М., 1964.
1.4. Fanger Р. О. Thermal Comfort. Copenhagen, 1970.
L.5. Малышева A. E. Гигиенические вопросы радиационного теплообмена
человека с окружающей средой. М., 1963.
1 6. Колесников П. А. Теплозащитные свойства одежды. М„ 1965
1 7. Витте Н. К- Тепловой обмен человека и его гигиеническое значение.
Киев, 1956
* Температуру выдыхаемого воздуха рекомендуется принимать равной
36°C при /В^29°С и 30°С при /В^15°С.
Глава 2
ТЕПЛОВОЕ СОСТОЯНИЕ ЧЕЛОВЕКА, ЕГО
ПОКАЗАТЕЛИ И КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ
Под тепловым состоянием человека понимают функциональное
состояние, характеризующееся содержанием и распределением
тепла в глубоких и поверхностных («оболочка», «ядро») тканях
организма, а также степенью напряжения механизмов терморе-
гуляции *.
Исходя из этого понимания теплового состояния его пока-
зателями являются: температура тела, температура кожи (сред-
невзвешенная и локальная), потоотделение, теплосодержание в
организме и его изменение (дефицит и накопление), теплоощу-
щение, показатели гемодинамики (частота сердечных сокраще-
ний, артериальное давление, минутный объем кровотока, пуль-
совое давление и др.), функции дыхания (частота дыхания),
энерго- и водосолевого обмена, умственная и физическая рабо-
тоспособность.
Теплоощущения человека, как общие, так и локальные, в
значительной степени отражают его индивидуальное отношение
к своему объективному тепловому состоянию, обусловленному
суммой факторов, определяющих теплообмен с окружающей
средой. В связи с этим при его исследовании традиционным
стал анализ теплоощущений человека.
Под воздействием тепла и холода у человека изменяются
кровоснабжение кожи и подкожной клетчатки, их температура,
а также температура венозной крови, что является главной при-
чиной появления ощущений теплового дискомфорта.
Важная роль в формировании теплоощущений человека при-
надлежит терморецепторам кожи и подкожных вен. При этом
терморецепторы подкожных вен формируют общее ощущение
холода и тепла, терморецепторы кожи — локальное. Оценка
теплоощущений человека применительно к оценке одежды про-
водится по семибалльной шкале: 1—холодно, 2 — прохладно,
3 —слегка прохладно, 4 — комфорт, 5 —слегка тепло, 6 — тепло,
7 — жарко. Необходимо отметить, что существует тесная кор-
реляционная связь теплоощущений с рядом показателей тепло-
вого состояния человека, что делает необходимым учет тепло-
ощущений при оценке соответствия одежды условиям ее экс-
плуатации.
Температура тела. Под температурой тела (температурой
«ядра») подразумевают температуру внутренних органов и тка-
ней (печени, мозга, желудка, легких, проксимального отдела
* Напряжение механизмов терморегуляции представляет собой актива-
цию реакций различных систем организма, направленных на сохранение тем-
пературного гомеостаза и оцениваемых по степени выраженности.
20
прямой кишки). Косвенным показателем температуры тела яв-
ляется температура полости рта, подмышечной впадины, ди-
стального отдела прямой кишки, пищевода, слухового проход»
(вблизи барабанной перепонки).
Наиболее многочисленные данные, имеющиеся в литературе-
пи данному вопросу, характеризуют преимущественно ректаль-
11\ю температуру (т. е. температуру в прямой кишке), измерен-
ию на глубине 10—15 см. Эта температура в большей степени
<н j доступных участков измерения) отражает температуру глу-
боких тканей организма.
Температура тела человека, находящегося в состоянии отно-
|цгельного покоя, в определенной степени зависит от парамет-
ров внешней среды, обусловливающих состояние теплообмена.
При нормальных условиях внешней среды и установившемся
шнамическом равновесии процессов теплоотдачи и теплообра-
ювания колебания температуры тела (ректальной температур»
/|) находятся в пределах ±0,1 °C. В среднем для человека, на-
ходящегося в состоянии относительного физического покоя (в
положении сидя), она составляет 37,1 °C. Это постоянство тем-
1|< ратуры обеспечивается лишь в глубоко лежащих тканях (на
। ,убине более 25 мм от поверхности кожи). Изменение темпе-
ратуры тела под влиянием внешних условий происходит лишь-
при достаточно интенсивном их воздействии и свидетельствуег
о гом, что в этом случае физиологические механизмы регуляции
к плопродукции и теплоотдачи не в состоянии сохранить тепло-
вой баланс организма. При температуре тела fp, равной 36,8—
37 °C, человек, находящийся в состоянии относительного физи-
ческого покоя, оценивает свои теплоощущения соответственна
как «холодно» и «прохладно». Температура тела /Р, равная
37,8 °C, является в данном случае признаком существенного пе-
регревания организма. Предельной физиологической величиной,
характеризующей перегревание человека, находящегося в сос-
юянии относительного физического покоя, является температу-
ра тела /Р, равная 38°C, а предельной физиологической величи-
ной охлаждения — температура tp, равная 35,8 °C.
Температура тела при выполнении физической работы в
меньшей степени зависит от метеорологических условий, он»
определяетсся в основном уровнем энерготрат.
Повышение температуры тела при физической работе мно-
гие исследователи расценивают как выражение активной уста-
новки терморегуляции организма на новый уровень, способст-
вующий увеличению работоспособности мышц и нервной систе-
мы, благодаря более высокой скорости реакций. Между уровнем
энерготрат организма Q3.T и температурой тела <р существует
тесная корреляционная зависимость, которая для условий тей-
пового комфорта выражается уравнением [2.1]
/Р=36,61+0,007Q3.T/S.
Исходя из практических соображений, многими авторами
делалась попытка установить корреляционную связь между рек-
тальной температурой тела и температурой тела, измеренной в
других, более доступных для измерений участках.
Применительно к состоянию относительного физического по-
коя (в положении сиДя) и условиям, близким к тепловому ком-
форту, ректальная температура может быть рассчитана по из-
вестным температурам: подъязычной (/я) и подмышечной (tK)
[2.2].
/Р=13,6+0,65/я;
/₽ = 19,0+0,5 Им.
При выполнении физической работы (в условиях теплового
комфорта и холодового дискомфорта) связь между температу-
рой тела, измеренной в прямой кишке, под языком и подмышеч-
ной впадине слабая, что необходимо учитывать при расчетах
интегральных показателей температурного режима человека
(средней температуры тела и теплосодержания). В условиях ог-
раниченной теплоотдачи, обусловливающей перегревание орга-
низма, температуры тела, измеренные в прямой кишке и под
языком, могут быть близки между собой.
Температуру тела рекомендуется измерять в прямой кишке
и лишь в случае затруднений (в частности, в производственных
условиях)—в подмышечной впадине и под языком. Ориенти-
ровочно в условиях, близких к тепловому комфорту и допусти-
мому охлаждению, ректальная температура тела может быть
определена по известным значениям подмышечной и подъязыч-
ной согласно уравнениям *
= 59,39—0,612/м;
/₽=18,51+0,512/».
Продолжительность одномоментного измерения температуры
тела в подмышечной впадине должна быть не менее 10 мин, в
прямой кишке — не менее 5 мин. У лиц, выполняющих физичес-
кую работу, температуру тела следует определять не ранее чем
через 20 мин после начала работы и не позднее 5 мин после
ее окончания. Необходимо отметить, что в условиях воздейст-
вия холода температуру тела не следует определять под язы-
ком вследствие охлаждения полости рта при дыхании.
Температура кожи («оболочки»). Большая часть тепла, об-
разующегося в организме человека, рассеивается с поверхнос-
ти тела. Это определяет значение температуры кожи при оцен-
ке теплового состояния организма. Зависимость уровня темпе-
ратуры кожи от термических условий среды, тесная корреляци-
* По данным Р. Ф. Афанасьевой н Л. А. Басаргиной.
22
Таблица 2.1
Теплоощущение человека и средневзвешенная температура кожи, °C
По данным автора Очень жарко Жарко Тепло Комфорт Прохлад- но Холод- но Очень холод но
Кричаги- Более 36,0±0,6 34,9±0,7 33,2±1,0 31,1±1,0 29,1± Ниже
ной В. И. 36,0 ±1,0 28,1-
Афанасье- — —. — 33,2±1,1 30,8±1,2 27,9± 26,4 в
войР. Ф. ±1,5 ниже
онная связь с теплоощущениями позволяют считать ее одним
из информативных показателей теплового состояния организма.
В настоящее время для обобщающей характеристики тем-
пературного поля поверхности тела человека принято использо-
вать средневзвешенную температуру кожи (б.к), рассчитывае-
мую в соответствии с ее значением на отдельных участках и
площадью этих участков по отношению ко всей поверхности
тела.
Средневзвешенная температура кожи достаточно тесно кор-
релируется с общими теплоощущениями человека (табл. 2.1).
Для ее определения различными авторами предложено большое
число расчетных формул, различающихся между собой количе-
ством точек, выбранных для изменения, а следовательно, пло-
щадью поверхности, характеризующей однородное температур-
ное поле.
В настоящее время на основе сравнительного анализа раз-
личных систем измерения температуры поверхности тела реко-
мендуется 11-точечная система (рис. 2.1). Средневзвешенная
температура кожи 6.к, °C, по 11-точечной системе измерения
рассчитывается по формуле
б.к =0,00866+0,34 +0,1346+0,0456+0,203 +
4 2
+О,1256о+0,06461,
где ti—61 — соответственно температура кожи лба, грудн, живота, спины,
поясницы, плеча, кисти, верхней и нижней части поверхности бедра, голени,
тыльной стороны стопы.
В производственных условиях (в случае отсутствия выра-
женного локального воздействия параметров микроклимата *
или неравномерного утепления) допустимо измерение темпера-
туры кожи на пяти участках тела. В этом случае температура
б.к, °C, рассчитывается по уравнению
6.к=0,076+0,56+0,056+0,186+0,26о-
* Имеется в виду температура воздуха и скорость его движения, теп-
ловое излучение.
23
Рис. 2 1. Точки измерения
температуры кожи на по-
верхности тела человека
Как показывают по-
лученные в последние
годы данные, в про-
цессе физической ра-
боты комфортные теп-
лоошущения наблюда-
ются при более низ-
кой средневзвешенной
температуре кожи, чем
в состоянии покоя. Эта
закономерность отно-
сится и к теплоощу-
щениям другого уров-
ня. 1
Ниже приводятся
уравнения, отражаю-
щие взаимосвязь сред-
невзвешенной темпера-
туры кожи и уровня
энерготрат человека
при различных его
теплоошушениях в бал-
лах [2.3].
Комфорт (4) fc.K=36,07—0,0354Q3.t/S.
Прохладно (2) ^с.к=33,34—0,0335Q3T/S.
Холодно (I) /ск=30,36—0,031iQs.t/S.
В этих уравнениях Q3T — энерготраты, Вт; S — поверхность
тела человека, м2. Приведенные уравнения применимы к чело-
веку, не адаптированному к холоду, в диапазоне энерготрат до
300 Вт. У людей, акклиматизированных к холоду, комфортный
уровень средневзвешенной температуры кожи (в состоянии от-
носительного физического покоя) в результате снижения поро-
га температурной чувствительности несколько ниже (на 1—
1,5 °C).
В связи с тем что средневзвешенная температура кожи дает
представление об общих теплоощущениях человека, характери-
зующих состояние его теплообмена с окружающей средой, ее
значения, отражающие температуру «оболочки», используются
яри расчетах средней температуры тела и теплосодержания.
В последние годы на основе исследований, проведенных в
Научно-исследовательском институте гигиены труда и прОфза-
болеваний АМН СССР Р. Ф. Афанасьевой, Л. А. Басаргиной»
11. А. Бессоновой и др., предложено уравнение для определения
средневзвешенной температуры кожи в широком диапазоне теп-
лоощугцений То (от 1 до 7 баллов) и энерготрат (^300 Вт):
t = То—0.1559Q, т/3+4Э,169
1,413—0,00438Qa T/S
Топография температуры кожи. Если общие теплоощущения
и шмосвязаны со средневзвешенной температурой кожи, то ло-
к । шные теплоощущения обусловлены температурой различных
< < участков.
В связи с этим средневзвешенная температура кожи не
п< i гда является достаточно информативным показателем теп-
hiHoro состояния человека, особенно при неравномерном (щ>
поверхности) его нагревании или охлаждении. Например, при
ошосительно высоком уровне средневзвешенной температуры
|ч)/ки и нормальных общих теплоошущениях человек может жа-
н жаться на охлаждение той или иной области тела (лица, стоп»
। истей и т. п.). Даже температура кожи человека, находящегося
и состоянии теплового комфорта, на разных участках тела нео-
шнакова (табл. 2.2).
Эти различия обусловлены, в частности, особенностями кро-
вообращения, терморецепторного аппарата, теплопроводности
1каней. На топографию температуры кожи влияют одежда, сТе-
н( нь дискомфорта (перегревания или охлаждения), вид физи-
•кской работы, индивидуальные особенности (пол и др.). Срав-
нение локальных температур у людей, оценивающих свои теп-
юощушения как комфорт, показывает, что, например, у разде-
। ых наиболее высокая температура кожи наблюдается в облас-
III головы. У одетых людей наблюдаются большие, чем у разде-
। ых, различия между максимальными и минимальными значе-
Таблица 2.2
1емпература кожи мужчин, оценивающих свои общие и локальные
|еплоощущения как комфорт
Область тела Без одежды В комнатной одежде * В комбинезоне или куртке и брюках (зимних)
Плечо 34,0 33,8 33,4
Кисть (тыльная сторона) 34,6 33,1 33,6
Бедро 32,9 30,0 33,4
Г олень 33,9 32,2 33,8
Стопа (тыльная сторона) 33,3 33,3 33,7
Средневзвешенная 33,8 33,3 33,7
температура
* Ко* плект одежды, включающий в себя
(хлопчатобумажные), полуботинки.
белье, сорочку, пиджак, брюки, носки
25
ниями температур кожи. При общем охлаждении человека
различия в топографии температуры кожи увеличиваются, а при
перегревании существенно уменьшаются.
У женщин и мужчин, находящихся в условиях теплового
комфорта, средневзвешенные значения температуры кожи прак-
тически одинаковы, однако топография температур разная, а
именно: у женщин, одетых одинаково с мужчинами, при раз-
личных внешних условиях наблюдается более низкая темпера-
тура в области плеч, бедер и стоп, что требует дифференциро-
ванного подхода к оценке одежды [2.4].
При выполнении физической работы увеличивается конвек-
ция вокруг тела человека, изменяется кровоснабжение его раз-
личных участков. Это является причиной изменения топографии
температуры кожи. Например, при беге самая низкая темпе-
ратура кожи (при отсутствии перегрева) зафиксирована в об-
ласти бедра, а при нагрузке на верхний плечевой пояс — в об-
ласти верхних конечностей и туловища. Комфортные теплоощу-
щения (общие и локальные) могут сохраняться при различной
топографии температуры кожи, пока она на том или ином ее
участке не снизится ниже определенного уровня (по данным
Р. Ф. Афанасьевой, И. Н. Деденко).
Температура кожи, при которой у человека появляются дис-
комфортные локальные теплоощущения, неодинакова на различ-
ных участках тела. Например, теплоощущение «прохладно» в
области стоп появляется (в зависимости от уровня энерготрат
человека) при температуре их тыльной поверхности 31—25,5 °C,
а в области туловища — при температуре его поверхности 34—
29 °C.
В ряде случаев причиной, сокращающей время пребывания
человека в тех или иных условиях, может быть локальное ох-
лаждение или перегревание, обусловленное недостаточным утеп-
лением или защитой от воздействия тепла той или иной облас-
ти тела При воздействии холода такими областями чаще всего
являются стопы и кисти, которые охлаждаются и вызывают не-
приятные ощущения, несмотря на достаточное утепление осталь-
ной поверхности тела. Даже перегревание организма не пре-
дотвращает их охлаждения. Локальное перегревание при воз-
действии тепла обусловлено спецификой производственных ус-
ловий. Например, у рабочих металлургической промышленности
интенсивному воздействию тепла подвергается лицо, передняя
поверхность туловища, бедер, руки. При температуре кожи око-
ло 40—42 °C появляются болевые ощущения.
Изменение теплосодержания. Если физиологические механиз-
мы, внешняя среда и средства защиты не могут обеспечить теп-
лового баланса организма, нарушается соотношение тепла, вы-
рабатываемого в организме и отдаваемого в окружающую среду.
В теле человека образуется дефицит тепла или происходит его
накопление, т. е. теплосодержание организма QT.c изменяется.
Изменение теплосодержания AQT.C может быть определено
либо по разнице теплоотдачи Q и теплопродукции QT п, либо по
изменению средней температуры тела /с т. При этом каждая из
величин (AQtc, tc т) служит интегральным показателем тепло-
вого режима человека, так как отражает температурные изме-
нения, происходящие во внутренних («ядре») и поверхностных
(«оболочке») его тканях.
Средняя температура tc т, °C, рассчитывается исходя из зна-
чений ректальной температуры тела /Р и средневзвешенной тем-
пературы кожи tc к с учетом коэффициентов их смешивания, от-
ражающих долю тканей с температурой, близкой к «ядру» (К)
и «оболочке» (1—К), по уравнению
</ст = ^Р+(1— K)tc К.
j В табл. 2.3 приведены коэффициенты смешивания темпера-
|туры «ядра» и «оболочки» во взаимосвязи с уровнем энерготрат
* человека и субъективной оценкой теплового состояния (тепло-
* ощущениями), что облегчает расчет AQTC*.
Теплосодержание в организме QTC, кДж/кг, определяется на
основании значений средней температуры тела /ст и теплоемко-
сти тканей организма по уравнению
Qt с — etc т,
где С — удельная теплоемкость тканей организма, равная 3,48 кДж/(кг-°С).
Изменение теплосодержания AQT с, кДж/кг,
AQt с==СА^С т.
Для определения AQt г допускается также использовать
значения температуры тела, измеренной под языком (<я), в под-
мышечной впадине (/м) и слуховом проходе (/с). В случае, ког-
да определены tK, tK или Л,
Т а б л н ц а 2.3
Коэффициент смешивания температуры тела при различных
теплоощущениях и энерготратах человека
Теплоощущенне Энгртотраты, Вт/м2
Оценка Балл 70 88 113 145 178
Холодно 1 0,55 0,57 0,59 0,62 0,64
Прохладно 2 0,57 0,58 0,60 0,64 0,65
Слегка прохладно 3 0,59 0,60 0,63 0,65 0,67
Комфорт 4 0,62 0,64 0,65 0,67 0,69
Слегка тепло 5 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70
Тепло 6 0,79 0,77 0,74 0,72 0,72
Жарко 7 0,86 0,82 0,79 0,76 0,73
* Применительно к условиям, обеспечивающим испарение влаги, выде-
ляемой человеком
Таблица 2.4
Дефицит и накопление тепла в теле человека и его теплоощущений
Теплоощущение Накопление тепла, кДж Теплоощущение Дефицит тепла, Дж
Очень жарко 344 (предел физиоло- гической перено- симости 500) Комфорт Прохладно Холодно До 126 203 450
Жарко тепло Комфорт До 344 > 208 » 126 Очень холодно 740 (предел физиоло- гической перено- симости)
AQT.c=C[AMk, Q *+U(l-К)1
Изменение теплосодержания рассчитывается по отношению
к его исходным показателям, определенным в условиях тепло-
вого комфорта у человека, находящегося в состоянии относи-
тельного физического покоя в положении сидя. В случае невоз-
можности обеспечения данных условий до начала проведения
исследований в качестве комфортной (для состояния относитель-
ного покоя) ректальная температура тела принимается равной
-37,1 °C, подмышечная — 36,6 °C, слухового прохода — 36,8 °C,
подъязычная — 36,9 °C, средневзвешенная кожи — 33,2 °C, а К—
=0,61.
Изменения теплосодержания в организме человека во взаи-
мосвязи с теплоощущениями приведены в табл. 2.4.
Значение дефицита тепла в организме позволяет судить о
степени его охлаждения и перегревания, прогнозировать время
пребывания в различных метеоусловиях, оценивать эффектив-
ность одежды, защищающей человека от перегревания или ох-
лаждения.
Некоторые авторы [2.5] в качестве показателя теплового сос-
тояния человека используют теплосодержание организма QT с-
Теплосодержание QT.c= 121,5—125,7 кДж/кг оценивается как оп-
тимальное, QT.C=135 кДж/кг — как предельно допустимое.
Тепловой поток. Одним из показателей, позволяющим кос-
венно с учетом фактора времени судить о тепловом состоянии
человека *, является плотность теплового потока с поверхности
его тела q, Вт/м2, который отражает сумму потерь тепла радиа-
цией и конвекцией. Она определяется на тех же участках тела,
что и температура кожи. Аналогичным образом устанавливает-
ся й средневзвешенная плотность теплового потока qc.n.
В табл. 2.5 приведены полученные экспериментально сред-
невзвешенные плотности теплового потока, позволяющие судить
* При отсутствии видимого потоотделения у человека.
Таблица 2.5
Средневзвешенная плотность теплового потока, Вт/м2
ТеплооЩущенйе и время его появления Энерготраты, Вт
104—128 290—325 406—464 580-700
Комфорт (длительный) 41±2 100±10 188±20 222±26 Прохладно через 1 ч 77±10 137±5 230±18* 282±20* Холодно через 1 ч на 5-й минуте 120+10 164±8 318±10 318±5 на 60-й » 105±5 154±7 300± 10 300±10 •Субъективная непереносимость через -3±0,5 ч на 5-й минуте 145±5 — — — на последней минуте 123±5 — — -— Субъективная непереносимость через 1+0,2 ч на 5-й минуте 198±10 — — — на последней минуте 166±5 — — — Субъективная непереносимость через <0,75+0,2 ч на 5-й минуте 258±11 — — на' последней минуте 227±8 — — — * Теплоощущевие «прохладно» появляется в области кистей.
о времени появления тех или иных геплоощущений у человека
в зависимости от его физической активности. Однако следует
учитывал- что при прогнозировании времени пребывания чело-
века на холоде имеют значение не только средневзвешенные, но
и локальные уровни теплопотерь, которые могут обусловить не-
приятные теплоощущения на том или ином участке тела.
В указанной таблице приведены данные теплового потока на
пятой минуте и в конце воздействия холодового фактора. Сте-
пень снижения за этот период времени плотности теплового по-
тока свидетельствует о выраженности физической терморегуля-
ции.
Данные, приведенные ниже, характеризуют топографию
плотности теплового потока, %, при ходьбе человека в состоя-
нии теплового комфорта:
Голова Туловище Плечо Кисть (тыльная сторона) Бедро Голень Стопа (тыльная сторона)
18,1 21,5 7,8________6,4_________20,6 16,9______8,4
Комфортный уровень плотности теплового потока, Вт/м2, при
соответствующей физической активности человека может быть
определен из следующего уравнения:
4СЛ= 83+39,5
Рис. 2.2. Работоспособность при раз-
личном теплосодержании организма
человека (по данным С. П. Райхмана)
движений, увеличение массы
одежды, несоответствие одеж-
ды эргономическим требовани-
ям и т. д. Так, при увеличе-
нии массы зимней одежды с
4,3 до 6,5 кг энерготраты на
выполнение одной и той же
работы увеличиваются на 18%.
Установлено, что производи-
тельность труда каменщиков зимой на 13 % ниже, чем летом,
что связано и с ограничением движений при ношении зимней
одежды.
2.1. ПОКАЗАТЕЛИ И КРИТЕРИИ ТЕПЛОВОГО
СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА
Тепловое состояние человека подразделяется на оптимальное,
допустимое, предельно допустимое и недопустимое.
Оптимальное тепловое состояние человека характеризуется
отсутствием общих и (или) локальных дискомфортных тепло-
ощущений, минимальным напряжением механизмов терморегу-
ляции, оцениваемым по показателям и критериям, представлен-
ным в табл. 2.6, и является предпосылкой длительного сохра-
нения работоспособности.
Допустимое тепловое состояние человека характеризуется не-
значительными общими и (или) локальными дискомфортными
теплоощущениями, сохранением термостабильности организма в
течение всей рабочей смены при умеренном напряжении меха-
низмов терморегуляции, оцениваемом по показателям и крите-
риям, представленным в табл. 2.7 и 2.8. При этом может наблю-
даться временное (в течение рабочей смены) снижение работо-
способности, но не нарушается здоровье (в течение всего перио-
да трудовой деятельности).
Предельно допустимое тепловое состояние человека характе-
ризуется выраженными общими и (или) локальными диском-
фортными теплоощущениями, значительным напряжением меха-
низмов терморегуляции, оцениваемым по показателям и крите-
риям, представленным в табл. 2.9—2.11. Оно не гарантирует со-
хранения температурного гомеостаза и здоровья, ограничивает
работоспособность.
Недопустимым является тепловое состояние, характеризую-
щееся чрезмерным напряжением механизмов терморегуляции
(граничные значения показателей которого выше или ниже ука-
32
о
Таблица 2.6
Критерии оптимального теплового состояния человека *
Энерготраты Вт/м2
Показатель теплового состояния человека 69 87 113 145 177
Температура тела ректальная /р, °C 37,1—37,2 37,2—37,3 37,3—37,4 37,4—37,5 37,5—37,6
Средневзвешенная температура кожи н, °C 32,5—33,5 32,1—32,8 31,6—32,5 30,9—32,0 30,2—31,4
Средняя температура тела** /с.т, °C 35,3—35,8 35,3—35,8 35,3—35,8 35,3—35,8 35,3—35,8
Изменение теплосодержания ** Q т с, кДж/кг ±0,87 ±0,87 ±0,87 ±0,87 ±0,87
Увеличение частоты сердечных сокраще- ний** ЬЧСС, ударов в минуту До 6 7—10 * 11—18 19—25 26—32
Влагопотерн ДР, г/ч До 80 До 100 До 120 До 150 До 180
Теилоощущения * Та, баллы 4 4 4 4 4
Разность между температурой шее И СТОПЫ (tK,r—tK.a), °C 2—4 2—4 Нехарактерна
• По отношению к другим уровням энерготрат критерии теплового состояния могут быть определены интерполяцией (это m носится
и к табл. 2.7—2.11).
•• Наиболее значимые показатели (здесь и в табл. 2.7—2.11). г
Таблица 2.7
Критерии допустимого теплового состояния человека (верхняя граница) *
Показатель теплового состояния человека Энерготраты, Вт/м2
69 88 113 145 178
Температура тела ректальная /р, °C 37,3 37,4 37,5 37,6 37,7 Средневзвешенная температура кожи /с.к, 33,8 33,6 33,4 33,2 33,0 °C Средняя температура тела t0 т, °C 36,3 36,3 36,3 36,3 36,3 Изменение теплосодержания (накопление 26 26 26 26 26 тепла) AQt с, кДж/кг Увеличение частоты сердечных сокращений 8 12 20 27 34 &ЧСС, ударов в минуту Влагопотери ДР, г/ч 90 100 140 170 210 Теплоощущения То, баллы 5 5 5 5 5 Разность между температурой кожи груди 1 1 Нехарактерна И СТОПЫ (<кг—<к.с), °C * Возможно снижение выносливости мышц кистей относительно статической на- грузки до 10%, удлинение латентного (скрытого) периода простой зрительио-моторнов реакции до 7%.
занных в табл. 2.9—2.11), приводящим к нарушению состояние
здоровья.
Для оценки теплового состояния человека в целях создания
одежды, предназначенной для длительного периода эксплуата-
ции (вся рабочая смена), следует использовать показатели i
Таблица 2.1
К риг ерии допустимого теплового состояния человека (нижняя граница) *
Энерготраты, Вт/м’
Показатель теплового состояния человека 69 88 113 145 178
Температура тела ректальная 1р, °C 37,0 37,2 37Д 37,5 37,6 Средневзвешенная температура кожи /с.к, 32,0 31,5 31,1 30,0 29,0 ; °C Средняя температура тела tB т, °C 34,9 34,9 34,9 34,9 34,9 Изменение теплосодержания (дефицит теп- 2,72 2,72 2,72 2,72 2,72 ла) AQt.c, кДж/кг Увеличение частоты сердечных сокращений 5 6 10 15 25 ЬЧСС, ударов в минуту Влагопотери ДР, г/ч Нехарактерны Теплоощущения То, баллы 3 3 3 3 3 Разность между температурой кожи груди 6 6 Нехарактерна и СТОПЫ (/к г—(к с), °C Темпервтура тыльной стороны кисти fT к, °C 25,0 24,5 24,0 23,5 23,0 Температура тыльной стороны стопы 7т.с, 28,0 27,5 27,0 26,5 26,0 °C 1 * Возможно сияжеиие показателя координации движений до 10%.
Таблица 2.9
критерии предельно допустимого теплового состояния человека (верхняя
। раница) * для продолжительности не более 3 ч за рабочую смену
Показатель теплового состояния человека 69 Энерготраты, Вт/м2 178
88 113 | 145
(смпература тела ректальная /р, °C 37,4 37,5 37,6 37,7 37,8
1 редневзвешенная температура кожи tc к, 34,6 34,5 34,3 34,1 33,8
' рсдняя температура тела tc т, °C 36,7 36,7 36,7 36,7 36,7
11 шенение теплосодержания (накопление 4 4 4 4 4
и пла) AQt с, кДж/кг истечение частоты сердечных сокращений 12 17 24 31 38
\'1СС, ударов в минуту 1 11гопотери &Р, г/ч 120 150 180 220 260
1 илоощущения То, баллы 6 6 6 6 6
* Возможно снижение выносливости мышц кистей относительно статической ма-
। <ки до 20%, удлинение латентного периода простой зрительно моторной реакции
10%________________________________
> ) .'терии, приведенные в табл. 2.6—2.8. Для оценки теплового
юяния человека при ограниченном пребывании в неблаго-
<ятных условиях могут быть также использованы показатели
и । ритерии, приведенные в табл. 2.9—2.11.
Тепловое состояние человека считается соответствующим од-
iv из его уровней, если значения всех наиболее важных по-
। । ,телей не выходят за граничные значения данных соответст-
1 ч.цей таблицы (см. табл. 2.6—2.11).
Таблица 2.10
I। иерии предельно допустимого теплового состояния человека (верхняя
и иица) * для продолжительности не более 1 ч за рабочую смену
Энерготраты, Вт/м2
Показатель теплового состояния человека 69 | 88 113 145 178
ь ниратура тела ректальная fp, °C । шевзвешенная температура кожи tc«, । шяя температура тела tc т, °C II ин пение теплосодержания (накопление । .11.) AQT с, кДж/кг ' • шченне частоты сердечных сокращений Ударов в минуту II । иопотери АР, г/ч 1. и юощущения То, баллы г * Возможно снижение выносливости мышц >Muni до 30%, удлинение латентного периода г-%. 37,5 37,6 37,7 37,8 37,9 35,4 35,4 35,4 35,4 35,4 37,2 37,2 37,2 37,2 37,2 4,69 4,69 4,69 4,69 4,69 18 23 30 37 44 250 300 350 400 459 7 7 7 7 7 кистей относительно статической не- простой зрительно-моторноа реакцна
Таблица 211
критерии предельно допустимого теплового состояния человека (нижияя
раница) * для продолжительности не более 3 ч за рабочую смену
Показатель теплового состояния человека Энерготраты, Вт/м!
69 88 ИЗ 14Б 178
Температура тела ректальная fp, °C 36,9 31,0 37,1 37,2 37,5 3(7,6 27,5
Зредневзвешеиная температура кожи fc н, г 30,5 29,5 28,5
О Средняя температура тела £с.т, °C Изменение теплосодержания (дефицит теп- 34,4 34,4 34,4 34,4 34,4
4,82 4,82 4,82 4,82 4,82
ia) Д<2т с, кДж/кг Увеличение частоты сердечных сокращений 4 5 8 12 22
\ЧСС, ударов в минуту Злагопогери ДР, г/ч Геплоощущеиия То, баллы Разность между температурой кожи груди 2 Нехарактерны 2 2 2 2
24,0 23,5 23,0 22,5 22,0
Г СТОПЫ (fK г—(к с), °C Температура кожи тыльной стороны кис- тей * i».K, °C Температура тыльной стороны стопы с, ’С 27,0 Нехарактерны 26,5 26,0 25,5 25,0
* Возможно снижение показателя координации движений до 20%.
2.2. микроклимат ПОД ОДЕЖДОЙ
Одежда является в сущности «микрожилищем», расширяющим
возможности нашей жизнедеятельности в неблагоприятных ус-
ловиях. В связи с этим создаваемый одеждой микроклимат у
поверхности кожи человека должен иметь параметры (темпера-
туру воздуха, его относительную влажность и скорость движе-
ния), обеспечивающие тепловое состояние организма в соответ-
ствии с его классификацией, приведенной выше. Принимая во
внимание, что энерготраты человека непостоянны, как и пара-
метры микроклимата внешней среды, определяющие уровень
теплоотдачи с участков тела, не защищенных одеждой (напри-
мер, с лица, головы, кистей), а также верхних дыхательных
путей, практически очень сложно сформулировать единые коли-
чественные требования к микроклимату. Можно лишь сказать^
что они должны быть адекватны конкретной ситуации. Напри-j
мер, установлено, что применительно к человеку, находящему-^
ся в состоянии относительного физического покоя (сидя) при
комнатной температуре 20—22 °C, оптимальной в области ту л о-
вища является температура воздуха, равная 32°C. Однако со-|
блюдение этого требования не является достаточным для обес-»
печения теплового комфорта, так как при этом температура воз-
духа в области других участков тела человека может быть нижд
36
или выше необходимого уровня. Если исходить из теплопродук-
ции сидящего человека, то средняя температура воздуха вокруг
его тела должна быть равной около 28 °C, т. е. температура воз-
духа под одеждой следует рассматривать как средневзвешенную
величину, включающую в себя температуру воздуха у различ-
ных участков поверхности тела. Несомненно, на комфортную
температуру воздуха оказывает влияние его относительная
влажность и скорость движения. При прочих равных условиях
комфортная (или допустимая) температура воздуха под одеж-
дой зависит и от интенсивности физической нагрузки.
Исходя из условия сохранения теплового баланса средневзве-
шенная температура воздуха в пододежном пространстве долж-
на быть эквивалентна температуре воздуха, окружающего раз-
детого человека. Ориентировочно с учетом уровня энерготрат,
скорости движения воздуха и его относительной влажности она
может быть определена из уравнения [2.7]
/B=37,53—5,9n+0,517?—0(12Qs.T/S—0,098f—3,24y/?4-
+0,lwQ3.I/S+0,096of—0,166/?Q3.t/S4-0,067h/?Q3.t/S+
+0,0015o^3.T/S,
<де ts, v, Qt>r/S, f, R имеют соответственно размерность “С, м/с, Вт/мг, %,
Кло (1 Кло=0,1б5°С-м2/Вт).
Например, если влажность воздуха под одеждой равна 40%,
ю скорость движения 0,1 м/с, а энерготраты 50 Вт/м2 (физи-
ческий покой), то средневзвешенная температура пододежного
воздуха (с учетом температуры окружающего воздуха у поверх-
ности не защищенных одеждой участков тела) должна быть
равной 28,2°C, а при энерготратах, составляющих 150 Вт/м2 (ра-
бота средней тяжести) — 17,8°С. При этом следует учитывать,
чю разность между температурой воздуха в области туловища
и стоп не должна быть более 6 °C, а между температурой воз-
। \ ха в области туловища и голеней—более 5 °C. Средневзве-
шенная температура пододежного воздуха может быть опреде-
ii на по уравнению, предложенному для расчета средневзве-
। i иной температуры кожи (с использованием: 11- или 5-точеч-
ш>и системы).
Учитывая результаты современных исследований в области
ч рмирования микроклимата в помещениях, можно выдвинуть
,чбования к скорости движения, относительной влажности воз-
ика под одеждой, значения которых не будут оказывать не-
I.неприятного влияния на самочувствие человека при дли-
н чьном воздействии (например, в течение всей рабочей смены).
I ж, можно рекомендовать следующие значения скорости дви-
। епия воздуха под одеждой: при энерготратах, менее или рав-
ных 175 Вт — 0,1—0,2 м/с, равных 176—290 Вт — 0,2—0,3 м/с, а
1> 1вных 291—350 Вт — 0,3—0,4 м/с.
Относительная влажность воздуха должна быть не ниже
30% (во избежание сухости кожных покровов) и не выше 60%
(с целью предотвращения чувства духоты).
Вентиляция пододежного пространства, осуществляющаяся
за счет перепада температур воздуха под одеждой и окружаю-
щей среды, движений человека, изменений скорости ветра, не-
обходима как для улучшения теплообмена организма, особенно-
при интенсификации физической деятельности, так и для уда-
ления продуктов газообмена организма через кожу.
Поскольку микроклимат в пододежном пространстве во мно-
гом определяется конструкцией одежды и свойствами материа-
лов (воздухо- и влагопроницаемостью), он исследуется чаще
всего с целью сравнительной характеристики различных вари-
антов конструкции, выбора лучших образцов для изготовления.
Оценка же соответствия одежды условиям эксплуатации выпол-
няется на основе физиологических критериев (см. табл. 2 7—
2.11). С этих позиций параметры микроклимата в пододежном
пространстве рассматриваются ниже.
Влажность воздуха. Наибольший интерес представляет ди-
намика влажности воздуха под одеждой, отражающая способ-
ность одежды отдавать влагу от поверхности тела в окружаю-
щую среду. Из двух видов одежды тот в большей степени со-
ответствует гигиеническим требованиям, в пододежном прост-
ранстве которого скорость нарастания влажности воздуха
меньше.
Если недостаточное отведение влаги (особенно при исполь-
зовании защитных влагонепроницаемых материалов) наблюда-
ется в условиях нагревающей среды, в которой единственным
способом сохранения теплового баланса организма является
теплоотдача испарением, происходит перегревание организма, о
чем свидетельствует и существенное повышение температуры
воздуха под одеждой (рис. 2.3). В условиях воздействия холо-
дового фактора увеличение влажности воздуха под одеждой сви-
детельствует либо о ее избыточном тепловом сопротивлении,
гя! .Illi I—(——I——I—I--------1—L_
5 10 15 20 25 30 35 60 65 50 55 BO 65 70 75 80
время, мим
Рис. 2.3. Динамика»
температуры воздуха
(/ = 4-25’ ’С, мощ-
ность физической ра-
боты 50 Вт):
1 — под влагонепрони-
цаемой одеждой (из пле-
ночного материала); 2 —
под влагопроницаемо»
одеждой (из хлопчато-
бумажного материала)
38
Рис. Й.4. Динамика темпера-
туры воздуха под одеждой
различной воздухопроницае-
мости и разного вида:
<1 — 7 дм3/(м’-Е); 6 — 60 дм3/
/(и!-с); 1 — под комбинезоном;
-2 — под пальто
либо о низкой влагопровоДйости материалов. И в том и в дру-
гом случае происходит увлажнение одежды и последующее сни-
жение ее теплозащитных функций. Происходящее при этом ув-
лажнение кожных покровов может служить причиной заболе-
ваний простудного характера и возникновения неприятных ощу-
щений (чувства духоты).
Температура воздуха. Показатель температуры воздуха в
под одежном пространстве может быть использован для сравни-
тельной оценки одежды различного назначения. Например, в ус-
ловиях охлаждающей среды большее снижение температуры
воздуха свидетельствует о ее меньшем тепловом сопротивле-
нии. При воздействии ветра большее снижение температуры
воздуха наблюдается под одеждой «открытого» вида (пальто),
имеющей более высокий показатель воздухопроницаемости
(рис. 2.4), что для условий низкой температуры воздуха может
'быть неблагоприятным фактором. В ряде случаев снижение тем-
пературы воздуха под одеждой в условиях холода может быть
и положительным явлением (например, когда на время выпол-
нения физической работы следует уменьшить термическое со-
противление одежды с целью предотвращения перегревания ор-
ганизма). В нагревающей среде по температуре воздуха под
одеждой можно судить о преимуществах той или иной конст-
рукции одежды, правильности выбора материалов для ее изго-
товления.
Содержание углекислоты. Этот фактор — косвенный показа-
тель эффективности вентиляции под одежного пространства. Че-
рез кожу человека в пододежный слой воздуха непрерывно вы-
деляются различные продукты жизнедеятельности. Одним из них
является-углекислота, образующаяся в процессе кожного дыха-
ния. Однако благодаря вентиляции пододежного пространства
содержание углекислоты может быть лишь немногим больше со-
держания ее в атмосферном воздухе. Наряду с углекислотой из
пододежного воздуха удаляются и другие продукты жизнедея-
тельности человека (антропотоксины).
Интенсивность вентиляции пододежного пространства зави-
сит от воздухопроницаемости пакета материалов одежды, ее
конструкции, параметров окружающей среды. Увеличение со-
держания углекислоты в пододежном пространстве свидетель-
ствует о недостаточной его вентиляции (например, вследствие-
использования замкнутой конструкции одежды из воздухонепро-
ницаемых материалов), что может быть причиной накопления
вредных веществ, выделяющихся из материалов одежды (хими-
ческих волокон, защитных пропиток и т. п.). Под многослойной
одеждой, обладающей в целом меньшей воздухопроницаемо-
стью, чем воздухопроницаемость ее отдельных слоев, содержа-
ние углекислоты выше, чем под однослойной. По данным Ю. В.
Вадковской, содержание углекислоты под хлопчатобумажной
сорочкой на 0,15% больше, чем в атмосферном воздухе. Если
поверх этой сорочки надеты пиджак- и демисезонное пальто,
то содержание углекислоты больше на 23%, если же надето
зимнее пальто — на 0,37% больше, чем в атмосферном воздухе.
По данным Н. П. Ширбека, содержание углекислоты под одеж-
дой, превышающее 0,8%, вызывает плохое самочувствие, обус-
ловленное, в частности, увеличением влажности прикожпого
слоя воздуха вследствие нарушения тепломассообмена с окру-
жающей средой. Выделение углекислоты через кожу (особенно
в области живота) увеличивается при физической работе чело-
века, особенно в нагревающей среде. В связи с этим особенно
важно, чтобы в этой ситуации конструкция одежды и ее мате-
риалы способствовали вентиляций пододежного пространства.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
2.1. Афанасьева Р. Ф. Гигиенические основы проектирования одежды для*
защиты от холода. М., 1977.
2.2. Ажаев А. Н. Физиолого-гигиенические аспекты действия высоких и
низких температур. М., 1979.
2 3. Афанасьева Р. Ф. Экстремальная физиология и индивидуальная за-
щита человека; Под общей ред. В. С. Кощеева//Сб. науч. работ/Ордена Ле-
нина ин-т биофизики М3 СССР. М., 1982. С. 159—168.
2.4. Афанасьева Р. Ф., Оганян Р. О. Сравнительная оценка теплового со-
стояния мужчин и женщин в условиях охлаждающего микроклимата//Гигие-
на труда и проф. заболевания. 1986. № 1. С. 24—28.
2.5. Городинский С. М. Средства индивидуальной защиты для работ с
радиоактивными веществами. 3-е изд., перераб. и доп. М., 1979.
2.6. Кричагин В. И. Таблица и график для ориентировочной оценки теп-
лового состояния организма//Гигиена и санитария. 1966. № 4. С. 65—70.
2.7. Афанасьева Р. Ф., Богачев И. И. Об использовании математического-
метода планирования в гигиенических исследованиях микроклимата//Гигиена
и санитарая. 1982. № 5. С. 61—64.
Г л а в a 3 4
ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОДЕЖДЕ
Гигиенические требования, предъявляемые к одежде, направ-
лены на обеспечение нормального тепло- и газообмена организ-
ма человека с окружающей средой, нормального уровня тем-
пературы тела и кожи, влажности кожи, кожного дыхания. Эти
требования могут быть удовлетворены путем использования для
одежды материалов с оптимальными показателями таких фи-
зических свойств, как воздухопроницаемость, влагопроводность,
гигроскопичность, термическое сопротивление и др.
Гигиенические требования, предъявляемые к материалам
одежды и одежде в целом, дифференцируются в зависимости от
природно-климатических зон, для использования в которых она
предназначена, условий жизнедеятельности человека (уровня
энерготрат, продолжительности непрерывного пребывания в тех
или иных условиях, возраста и др.). Проектирование и изготов-
ление одежды в настоящее время осуществляется с учетом кли-
матических условий (ГОСТ 12.4.088—80, ГОСТ 12.4.084—80) и
«ее назначения.
3.1. ТРЕБОВАНИЯ К ГИГИЕНИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ
МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ОДЕЖДЫ
Требования к материалам для одежды определяются действием
ла организм человека климатических условий (табл. 3.1).
Для улучшения теплового состояния человека и облегчения
процесса терморегуляции в условиях повышенной температуры
и интенсивной солнечной радиации необходимо применять ма-
териалы с низкой теплопроводностью и высокими влагопровод-
ными свойствами. Для снижения влажности в пододежном про-
странстве материалам летней одежды должна быть присуща
высокая воздухопроницаемость и гигроскопичность. Увлажнен-
ные материалы увеличивают поверхность испарения и способст-
вуют более эффективному охлаждению поверхности тела чело-
века. Материалы летней одежды должны иметь высокое водо-
поглощение для удаления с кожи человека выделяющегося пота
<и увеличения эффективности влагопотерь. Большое значение в
самочувствии человека и^еет величина опорной поверхности и
степень гладкости материалов. Установлено, что легкие матери-
алы с гладкой поверхностью прилипают к увлажненному телу
человека, ослабляя потоотделительную функцию кожи. Поэто-
му многие исследователи рекомендуют для летней одежды тка-
ни креповых переплетений, имеющие небольшую опорную по-
верхность, высокую гигроскопичность, оптимальное соотношение
«скорости сорбции и десорбции влаги [3.1].
В климатических условиях нашей страны большое значение
гимеет теплая одежда для использования вне помещений при по-
41
Таблица 3,1
Гигиенические требования к материалам для одежды J3.4J
Свойство материала Бельевые материалы Платьевые, блузочные, сорочечные материалы V
в зимней одежде в летней одежде в зимней одежде в летней одежде
Воздухопроницаемость, 51—100* Не менее Не менее Не менее дм’/(м2-с) 100 100 330—370* Паропроницаемость, 52—56* Не менее 56 Не менее 50 Не менее 56 г/(ма-г) Гигроскопичиость (при Не ме- Не менее 7 Не менее 7 Не менее 7 относительной влажности нее 7 воздуха 65%), %
Окончание табл 3 1
Свойство материале Костюмные материалы Подкладоч- ные мате- риалы Пальтовые материалы
-в зимней одежде в летней одежде
Воздухопроницаемость, Не ме- Не менее Не меиее 7—60 (в за- дм3/(ма-с) нее 100 150 100 висимостиог скорости ветра) Паропроницаемость, Не ме- Не менее 40 Не менее 50 Не менее 40 г/(м®-г) нее 40 Гигроскопичность (при 7—13 Не менее 7 Не менее 7 Не менее 13- относительной влажности воздуха 65%), %
* Соответственно для материалов из гидрофильных и гидрофобных волокон
ниженной температуре окружающей среды. В этом случае важ-
нейшим условием нормальной жизнедеятельности и работоспо-
собности человека является соответствие одежды гигиеническим
требованиям [3.2].
В обеспечении требований к одежде большую роль играют
свойства материалов различного назначения, их рациональное
сочетание в пакете материалов.
Бельевые материалы. Эти материалы соприкасаются непо-
средственно с поверхностью тела человека и поэтому имеют
большое значение для обеспечения нормальной деятельности
кожных покровов. Белье защищает тело от загрязнения и ох-
лаждения. Оно, впитывая влагу, жир, очищает кожу от пота,
кожного сала, слущивающего эпителия. Известно, что в коже
находится большое число кровеносных сосудов и нервных окон-
чаний, сальных желез. По всей поверхности кожи расположено
около 3 млн потовых желез. Они выделяют пот, углекислоту.
За день с поверхности кожи выделяется до 40 г кожного сала
42
3i от 0,5 до 1 л пота. В жаркое время года выделение пота уве-
личивается. В процессе носки белье, впитывая все эти выделе-
ния, загрязняется и его гигиенические свойства ухудшаются.
Чтобы белье обеспечивало очистительную функцию, бельевые
материалы должны быть гигроскопичными и влагоемкими. Они
не должны препятствовать выделению и испарению пота, при-
липать к коже во влажном состоянии. Влага, впитываемая бель-
ем, должна легко удаляться во внешнюю среду.
В табл. 3.2 приведены показатели физико-гигиенических
•свойств бельевых материалов. Сопоставление их с гигиеничес-
кими требованиями, предъявляемыми к бельевым материалам,
свидетельствует о том, что не все они по воздухопроницаемости
и гигроскопичности соответствуют этим требованиям. При ги-
гиенической оценке белья эталоном служит белье из хлопка, об-
ладающее хорошей способностью поглощать влагу с поверхно-
сти тела человека и отдавать ее в окружающую среду. Наиболее
пригодны для изготовления белья гидрофильные материалы или
материалы с низким содержанием гидрофобных волокон.
Для повышения долговечности хлопчатобумажного белья це-
лесообразно изготовлять его с добавлением оптимального с ги-
гиенической точки зрения количества синтетических волокон [3.3].
Бельевые материалы из химических волокон в зависимости
-от их состава, строения, характера поверхности оказывают зна-
чительное влияние на самочувствие человека. Некоторые белье-
вые материалы, содержащие химические волокна, имеют недо-
статочную химическую стабильность полимеров, повышенную
электризуемость, низкие сорбционные свойства, низкую способ-
ность поглощать продукты выделения кожи, быструю загрязня-
Таблица 3.2
Показатели физико-гигиенических свойств бельевых трикотажных полотен
разного волокнистого состава [3-5]
Полотно Воздухопро- ницаемость, дм3/(м’-с) Гигроско- пич- ность •, % Суммарная влагопровод- ность, г/(м2«ч) Водопог- лощенне, % Капилляр* ность, мм
Хлопчатобумажное 52—480 8—16 95—130 62—95 20—110
Вискозное 40—1350 13—24 100—120 65—80 102—160
Ацетатное 72—755 5—7 75—85 41—50 88—140
Полиамидное 42—280 3—4 56 25—56 8-65
Полиамидно-вис- 25—140 7—8 77—87 30—39 80—105
козное (50/50) Хлопколавсановое 15—42 5—8 83—87 52—58 25
(50/50) Поливинилхлорид- 25 0,2 52 21 27
ное
* Гигроскопичность полотна определялась при относительной влажности воз-
духа 9&%.
в
емость и др. В то же время белье из синтетических материалов-,
долговечно, обладает стабильными линейными размерами.
Белье из синтетических волокон можно использовать в первом
слое пакета материалов при соблюдении определенных условий:
химической стабильности волокон; носки одежды в интервале
температур окружающей среды и физической нагрузки челове-
ка, не сопровождающихся выраженным потоотделением; низкой
электризуемости материалов, достигнутой в результате их об-
работки антистатическими препаратами. В последующих слоях
пакета материалов такой одежды предполагается использование
материала из гидрофильных волокон.
Отрицательное действие на самочувствие человека при нос-
ке белья из синтетических волокон оказывает повышенная
жесткость белья, вызывающая зуд, раздражение кожи, нару-
шения крово- и лимфообращения в поверхностных тканях ор-
ганизма.
Белье из вискозных волокон обладает высокой гигроскопич-
ностью и воздухопроницаемостью. Теплоизоляционные показа-
тели вискозного белья по сравнению с хлопчатобумажным не-
велики, поэтому его рекомендуется использовать в теплое время
года. Низкая гигроскопичность и высокая электризуемость бель-
евых материалов из ацетатных и триацетатных волокон привели
В настоящее время к снижению потребления белья из них.
Гигиенические исследования бельевых изделий показывают^
что наиболее целесообразно использование в бельевых материа-
лах смесей гидрофобных и гидрофильных волокон, позволяю-
щих сочетать их положительные свойства и применять белье,,
содержащее гидрофобные волокна, в широком диапазоне тем-
ператур окружающей среды при различном уровне влагопотерь
человека.
Соотношение гидрофобных и гидрофильных волокон в белье-
вых материалах должно определяться условиями эксплуатации.
По данным [3.3], в бельевых материалах из смеси хлопка с по-
лиамидными волокнами содержание хлопка должно быть не
менее 50%, в смеси хлопка с полиэфирными волокнами — не ме-
нее 60%, в смеси хлопка с полиакрилонитрильными волокна-
ми— не менее 90%. В смеси вискозных волокон с поливинил-
хлоридными должно содержаться не менее 95% вискозных во-
локон.
Высокое водопоглощение и гигроскопичность обеспечивают
белью трикотажные полотна, содержащие 78% вискозного и
22% капронового волокна, 20% текстурированных полиамидных
нитей и 80% хлопка, 18% триацетатных нитей и 72% хлопка.
Некоторые показатели физико-гигиенических свойств трикотаж-
ного белья, содержащего полиамидные и другие химические во-
локна, приведены в табл. 3.3.
Для изготовления белья рекомендуются материалы из шер-
сти, хлопка, натурального шелка. Синтетические и ацетатные:
Таблица 3.3
Оптимальные показатели физико-гигиеиических свойств бельевых
трикотажных полотен с добавлением синтетических волокон [3.6]
Свойство полотна Сырьевой состав полотна
100% ПВ 38% ПВ+ +62% АВ 37% ПВ+ +63% Вис В 31% ПВ+ +69% Вис В 20% ПВ+ +80% Вис. В
Толщина, мм 0,24 0,32 0,40 0,35 0,33 Воздухопроницаемость, 2784 1692 2394 2131 2231 ДМ3/(мЯ-С) Гигроскопичность, % 5,9 6,6 12,4 10,2 13,3 Водопоглощение, % 161 184 277 297 291 Примечание. ПВ — полиамидное волокно, АВ — ацетатное волокно, Вис В — вискозное волокно
волокна допускаются в качестве добавок не более 30%- Исклю-
чается использование бельевых материалов с добавлением син-
тетических и ацетатных волокон в одежде для детей до 6 лет.
Гигиенические свойства бельевых материалов могут быть
улучшены не только путем изготовления материалов из смеси
гидрофильных и гидрофобных волокон, но и путем совершен-
ствования технологии изготовления волокон и полотен (напри-
мер, придания капроновым нитям объемности, бельевым полот-
нам ажурности).
Таким образом, гигиенические свойства бельевых материалов
из химических волокон и из смесей натуральных и химических
волокон разнообразны. Это необходимо учитывать при проек-
тировании, производстве и эксплуатации бельевых изделий.
Платьево-сорочечные материалы. Платья, блузки и сорочки
носят зимой и летом. В зависимости от условий их эксплуата-
ции гигиенические требования к ним неодинаковы. В одежде,
предназначенной для защиты от холода, основная функция
платьев, блузок и сорочек — теплозащитная. Вместе с тем ма-
териалы для этих изделий должны обладать сорбционными и
влагопроводными свойствами, чтобы поглощать влагу в местах
соприкосновения с поверхностью тела человека и влагу, про-
ходящую через белье.
Платья, блузки и сорочки для лета должны способствовать
охлаждению поверхности тела и воздуха в пододежном прост-
ранстве, изоляции тела человека от воздействия внешнего теп-
ла. Платьево-сорочечные материалы должны иметь высокую гиг-
роскопичность, влагопроводность, воздухо- и паропроницаемость
(см. табл. 3.1). Создание летних тканей для платьев, блузок и
сорочек в соответствии с реальными условиями эксплуатации
представляет сложную задачу. Это объясняется тем, что при не-
большой толщине пакета материалов летней одежды с измене-
нием условий окружающей среды даже в небольших пределах
45
такая одежда может существенно влиять на тепловые ощуще
ния человека. Например, пористые воздухопроницаемые мате
риалы, обладая в условиях относительно нецбдвижного воздуху
и повышенной его температуры повышеннбй теплоизоляцией,
могут обусловливать ощущение духоты. При ветре, обеспечи-1
вающем выделение влаги из-под одежды и испарение ее с по-
верхности тела, эти же материалы способствуют улучшению
самочувствия человека. Вместе с тем, если скорость ветра вы-
сока, в этом случае может произойти чрезмерное охлаждение
поверхности тела.
В производстве платьев, блузок и сорочек широко Исполь-
зуются натуральные и химические материалы. Поэтому с гигие-
нической точки зрения большое значение имеет оптимизация
их структуры и волокнистого состава. В природно-климатиче-
ских зонах, где преобладают ветры, при проектировании платье-
во-сорочечных материалов наибольшее внимание следует уде-
лять оптимизации их структуры. Это объясняется тем, что
в условиях ветра снижается роль волокнистого состава и воз-
растает значение показателей строения материалов (толщины,
плотности, переплетения и др.). Связанные со строением
тканей показатели свойств материалов (влагопроводность,
воздухопроницаемость и др.) оказывают влияние на обеспечение
комфортных тепловых ощущений человека. В этом случае
в выведении влаги с поверхности тела человека и из-под одежды
преобладают диффузионные процессы.
В относительно безветренных климатических зонах преоб-
ладающее значение в обеспечении комфортных тепловых ощу-
щений имеет волокнистый состав.
В табл. 3.4 приведены показатели физико-гигиенических
свойств тканей, используемых для производства платьев и со-
рочек. Как видно из данных таблицы, не все ткани соответст-
вуют предъявляемым к ним гигиеническим требованиям.
В ассортименте платьевых тканей, выпускаемых текстиль-
ной промышленностью, большинство из гидрофобных волокон и
их смесей с гидрофильными волокнами. Например, в шелко-
вых платьевых тканях доля тканей из натурального шелка сос-
тавляет 7%; тканей, содержащих ацетатные и триацетатные
нити,— более 60%; синтетических тканей — более 20%. Ткани
из эфироцеллюлозных и синтетических нитей характеризуются
низкой гигроскопичностью, повышенной электризуемостью, не-
благоприятно воздействующей на организм человека. Более 70%
шерстяных платьевых тканей содержат гидрофобные волокна.
Значительная часть шелковых сорочечных тканей вырабатыва-
ется- из хлопко- и вискозно-лавсановой пряжи с содержанием
лавсана 50; 67 и 80%. Большая часть сорочечных хлопчатобу-
мажных тканей изготовляется из смеси хлопка с лавсаном. Со-
держание лавсана в сорочечных тканях составляет 25; 33 и 45%.
Для изготовления платьев широко используются трикотаж
46
Таблица 3.4
Физико-гигиенические'1 свойства тканей, используемых в производстве
платьев и сорочек [М
Ткань Воздухо- проницае- мость, дм3/(м2-с) Гигроско- пичность, % Влагопровод- ность, г/(м2 ч) Паропро- ницае- мость, г/(м2-ч) Водопог- лощение, %
Хлопчатобумажная 300—1500 9—14 98—110 56±3 58—120
Из натурального шелка 180—550 10—12 90—100 56±3 65—75
Вискозная 90—380 14—25 100—120 56±6 68—82
Ацетатная 150—400 5 у 80—85 56±1 42—54
Триацетатная 150—400 4—5 70—76 56±1 40—52
Льняная 120—280 11—15 105—110 56±4 68—106
Льнолавсановая 140—470 4—7 68—90 56±3 42—56
Хлопколавсановая 85—270 6—10 70—92 56±2 45—52
Полиамидная 110—350 3-4 56 56 15-22
Полиэфирная 80—240 1 56 56 11—17
Шерстяная 100—180 11—13 90—100 56±4 70—94
Полушерстяная 120—260 5-11 66—88 56±2 62—75
Примечание. Гигроскопичность материалов определялась при относительной
влажности воздуха 98%, влагспроводность и паропроницаемость устанавливались по
методике ЦНИИШПа. *
ные полотна различного волокнистого состава. Их воздухопро-
ницаемость значительно выше предъявляемой к ним требова-
ниями и составляет от 470 до 2300 дм3/(м2-с). Сорбционные
свойства трикотажных полотен, содержащих гидрофобные во-
локна, неудовлетворительные. Использовать одежду из таких
полотен в условиях неподвижного воздуха не рекомендуется.
Ассортимент платьево-сорочечных материалов развивается в
направлении снижения их материалоемкости, что положительно
сказывается на физико-гигиенических свойствах этих материа-
лов (например, повышается воздухопроницаемость).
Важным является введение в нормативно-техническую до-
кументацию для платьево-сорочечных и бельевых материалов в
качестве обязательных наряду с воздухопроницаемостью пока-
зателей электризуемости и содержания гидрофобных волокон.
В соответствии с гигиеническими рекомендациями по использо-
ванию синтетических материалов для изготовления одежды в ма-
териалах для блузок, мужских сорочек и платьев содержание
синтетических и ацетатных волокон не должно превышать 50%
[3.7].
По данным исследований [3.3], в платьево-сорочечные мате-
риалы, содержащие хлопок и лен, можно включать поливинил-
хлоридные и полиакрилонитрильные волокна до 30—35%, поли-
амидные— до 45%. Изменение строения тканей позволяет при
одних и тех же затратах сырья в широких пределах варьиро-
вать их воздухопроницаемость, водопоглощение и капилляр-
ность.
47
Костюмные и подкладочные материалы. Костюм вместе с
бельем и платьем обеспечивает человеку необходимую тепло-
изоляцию. Гигиенические требования к костюмным материалам
дифференцированы в зависимости от сезон/ их использования.
К материалам для летних костюмов предъявляются более жест-
кие требования, чем к материалам для Костюмов, входящих в
комплект демисезонной и зимней одеждьй Летние костюмы ис-
пользуются без подкладки или с очень легкой подкладкой. Поэ-
тому требования к летним костюмным материалам заключают-
ся в обеспечении некоторой теплоизоляции человека, требуемо-
го уровня воздухопроницаемости, гигроскопичности, влагопро-
водности (см. табл. 3.1). Этим требованиям удовлетворяют ма-
териалы из гидрофильных волокон и смешанные материалы, со-
держащие небольшое количество гидрофобных волокон.
В соответствии с гигиеническими рекомендациями в тканях,
предназначенных для летних костюмов, допускается содержа-
ние синтетических и ацетатных волокон не более 50%. В суще-
ствующем ассортименте летних костюмных тканей, по данным
[3.7], около 10% тканей по значению воздухопроницаемости не
соответствуют предъявляемым к ним требованиям. Шерстяные
и полушерстяные ткани используются для изготовления костю-
мов, используемых в зимней и демисезонной одежде. В ассор-
тименте шерстяных костюмных тканей чистошерстяные состав-
ляют примерно 10%. Основная часть костюмных тканей состоит
из смеси шерсти с лавсаном, вискозой, нитроном. Воздухопро-
ницаемость костюмных шерстяных тканей составляет 41—
274 дм3/(м2-с). Вследствие высокой плотности или уплотнен-
ности переплетения часть костюмных тканей имеет воздухопро-
ницаемость ниже 100 дм3/(м2-с) и не соответствует гигиеничес-
ким требованиям.
В соответствии с гигиеническими рекомендациями [3.7] в
тканях верха зимних костюмов для взрослых допускается ис-
пользование синтетических материалов с добавлением вискоз-
ных и ацетатных волокон. Показатель суммарного теплового со-
противления костюмных тканей для летней и зимней одежды в
соответствии с требованиями ЦНИИШПа должен быть порядка
0,1 м2-°С/Вт.
Основное назначение подкладки — снижение износа и загряз-
няемости одежды. Подкладочные материалы должны иметь воз-
духопроницаемость не менее 100 дм3/(м2-с), быть влагопровод-
ными и гигроскопичными, не должны электризоваться. Боль-
шинство из подкладочных тканей — шелковые, некоторая
часть — хлопчатобумажные. Около 50% шелковых подкладоч-
ных тканей составляют вискозные и вискозно-ацетатные, около
40% — ткани, содержащие вискозную и хлопчатобумажную пря-
жу. Некоторые подкладочные ткани вырабатываются из капро-
новых комплексных нитей в основе и капроновых в утке.
48
Подкладочные ткани из гидрофильных волокон, составляв-
щие значительною часть ассортимента подкладочных тканей, в
основном удовлетворяют гигиеническим требованиям. С гигие-
нической точки зрения нецелесообразно использовать для под-
кладки однородные гидрофобные материалы. Содержание сиц.
тетических и ацетатных волокон в подкладочных материалах
не должно превышать 50% [3.8].
Материалы для пальто и плащей. Пальто и плащи обеспечу,
вают человеку необходимую теплоизоляцию, защищают его (jT
охлаждения. Защитная функция пальто и плащей достигается
тепловым сопротивлением и воздухопроницаемостью материалов
верха. Роль материала верха пальто в выполнении теплозащит-
ной функции наиболее велика в демисезонной одежде. Тепло-
защитные свойства зимней одежды во многом определяются
утепляющей и ветрозащитной прокладками. Большое значение
в материалах верха пальто имеет их влагопроводность, так как
накопление влаги в одежде приводит к увеличению ее теплопро-
водности и повышению теплопотерь человека. Вместе с тел
слишком высокие влагопроводность и гигроскопичность верхних
слоев одежды могут приводить к интенсивному поглощению имц
атмосферной влаги и снижению теплозг^цитных свойств одеж-
ды. По данным [3.5], суммарная влагопроводность чистошерстя-
ных драпов составляет 95—100 г/(м2-ч), паропроницаемость--
40—45 г/(м2-ч). Полушерстяные драпы имеют более низкую
влагопроводность: 80—90 г/(м2-ч). Влагопроводность синтети-
ческих материалов для пальто не превышает 60 г/(м2-ч). Следе,
вательно, накопление в пакете материалов одежды атмосферно'(
влаги может быть уменьшено в результате использования в на.
ружном слое пакета гидрофобных материалов или материало)
с водоотталкивающей заключительной отделкой.
Пакет материалов зимней одежды состоит из ткани верха,
утепляющей прокладки и подкладки. Поскольку теплозащитны,
свойства одежды в большой мере зависят от ее толщины и воз
духопроницаемости, пакет материалов зимней одежды може
содержать также ветрозащитную прокладку. При отсутствии i
пакете материалов ветрозащитной прокладки степень влиянщ
ветра на теплозащитные свойства одежды во многом обусЛов
лена воздухопроницаемостью основной ткани. Даже при неболь
шой скорости ветра (1,1 м/с) суммарное тепловое сопротивле
яие пакета материалов снижается на 45% (с 0,388 до 0,217 м2>
Х°С/Вт) [3.9].
Требования, предъявляемые к материалам верха пальто, оп
ределяются природно-климатическими условиями тех зон, для
которых они предназначены. Наиболее жесткие требования
предъявляются к материалам одежды и пакетам материалов
используемым в холодном и особо холодном климате (I и II
климатические зоны). Для климатических условий этих зон, по
данным гигиенических исследований [3.8], комплект зимней жен-
4—146 4S
ской одежды (одежда, одеваемая под пальто; пальто; головной
убор; рукавицы; обувь) должен иметь суммарное тепловое со-
противление при относительно спокойном /Воздухе, равное
0,68 м2-°С/Вт. С этой целью толщина пальто должна быть рав-
ной 15,6+0,4 мм, воздухопроницаемость его-+7—45 дм’/(м2-с).
Утеплитель должен иметь одинаковую толщину по всей длине
изделия. В климатических зонах с сильными ветрами (зона IA)
при изготовлении пальто рекомендуется использовать для верха
материалы с воздухопроницаемостью, близкой к 7 дм‘/(м2-с).
При использовании материалов верха большей воздухопрони-
цаемости необходимо применять в комплекте одежды ветроза-
щитную прокладку.
В климатических зонах с холодным климатом (1Б и II) при
использовании материалов для верха пальто с воздухопрони-
цаемостью до 70 дм3/(м2-с) ветрозащитную прокладку можно
не применять: ее нужно применять при воздухопроницаемости
материала верха более 70 дм3/(м2-с). В качестве утеплителей
рекомендуется использовать ватные и теплозащитные полотна
толщиной не менее 5 мм с поверхностной плотностью не менее
240—260 г/дм2, с содержанием шерстяного волокна не ниже 50%.
Следует отметить, что 50% тканей для верха пальто имеют
воздухопроницаемость выше 100 дм3/(м2-с). Вследствие этого
одежда, изготовленная из таких тканей без применения ветро-
защитной прокладки, в ряде случаев может оказаться недоста-
точно теплой. Вместе с тем использование ветрозащитных про-
кладок усложняет конструкцию изделий и увеличивает ее мас-
су. Поэтому основные требования к ветрозащитной прокладке —
минимальная масса и жесткость, прочность, достаточная для
того, чтобы противостоять механическим воздействиям в процес-
се носки изделий, низкая стоимость.
Для климатических зон с менее жесткими природно-клима-
тическими условиями, чем I и II, требования к воздухопрони-
цаемости материалов верха пальто зависят от скорости ветца,
температуры и относительной влажности воздуха.
Для изготовления демисезонных и зимних пальто используют-
ся шерстяные и синтетические волокна в любом их сочетании.
Для изготовления утеплителя зимних пальто допускается ис-
пользование шерсти, хлопча, лавсана, нитрона. В качестве под-
кладки пальто применяют чаще всего шелковые ткаии.
В ассортименте шелковых подкладочных тканей около 50%.
составляют ткани вискозные и вискозно-ацетатные и около 40%
ткани, содержащие вискозную и хлопчатобумажную пряжу.
Удельный вес подкладочных тканей из синтетических нитей со-
ставляет около 8% общего объема выпуска, а из вискозно-кап-
роновых нитей — около 1 % этого объема.
Шелковые подкладочные ткани имеют гладкую поверхность
с малым коэффициентом трения, позволяют легко снимать и на-
девать одежду, обладают прочностью и повышенной устойчиво-
50
стью к сухому и мокрому трению. Поверхностная плотность под-
кладочных тканей от 50 до 153 г/м2. Наиболее легкими явля-
ются капроновые (50—58 г/м2) и вискозные (78—90 г/м2) под-
кладочные ткани.
Требования, предъявляемые к плащам, определяются усло-
виями их эксплуатации. Плащи, которые предназначены не толь-
ко для защиты от дождя, но и для использования в качестве
легких пальто, наряду с некоторой водоупорностью должны об-
ладать определенными теплозащитными свойствами.
Большая часть плащевых тканей вырабатывается из комп- I
лексных капроновых нитей с пленочным покрытием (влаго- и
воздухонепроницаемыми). Ткани с однослойным покрытием
предназначены для изготовления женской и детской одежды.
Для мужской одежды применяют ткани с трехслойным покры-
тием и с более высокой поверхностной плотностью. т
Часть плащевых тканей изготовляется из полиэфирных тек-
стурированных нитей в основе и утке, а также из комплексных
капроновых нитей в основе и текстурированных полиэфирных
нитей в утке. Около 10% объема производства плащевых тка-
ней составляют ткани из смешанной лавсановискозной пряжи.
По данным гигиенических исследований, ткани из комплекс-
ных капроновых нитей вследствие их высокой теплопроводнос-
ти и низкой воздухо- и паропроницаемости целесообразно ис-
пользовать для плащей, защищающих от дождя в теплое вре-
мя года В теплозащитной бытовой и спортивной одежде такие
ткани рекомендуется применять в качестве верхнего слоя.
Плащевые ткани из полиэфирных текстурированных нитей и
лавсановискозной пряжи при достаточном уровне их воздухо-
проницаемости рекомендуется использовать при температуре ок-
ружающей среды 16—22°C, не вызывающей перегревания или
переохлаждения организма человека [3.7].
Известно, что водоупорность плащевых тканей обеспечива-
ется в результате нанесения на их поверхность водонепроницае-
мых пленочных покрытий, снижающих паропроницаемость ма-
териалов Снижение паропроницаемости материалов при опре-
деленных условиях носки плащей приводит к конденсации во-
дяных паров внутри непромокаемой одежды и нарушению ее
термоизоляции. Вследствие этого одним из эффективных путчей
повышения гигиеничности плащевых материалов с пленочным по-
крытием является нанесение на пленку отверстий таких разме-
ров, которые позволяют пропускать водяной пар с поверхности
тела человека, препятствуя прохождению дождевых капель.
Материалы для детской одежды. При проектировании и про-
изводстве одежды для детей необходимо учитывать особенности
функциональной деятельности их организма [3.10; 3.11].
Детский организм находится в состоянии постоянного роста
и развития, костная ткань характеризуется гибкостью и элас-
1ичностью, мышцы развиты слабо. Дети по сравнению со взрос-
1* К
лыми имеют более тонкую, нежную кожу. У нйх менее совер-
шенен аппарат терморегуляции: теплоотдача "повышена вслед-
ствие изменения соотношения между поверхностью тела и его
массой. В процессе роста дети в отличие от взрослых нужда-
ются в большом притоке в организм кислорода. Это обуслов-
лено тем, что ребенок неспособен к глубокому дыханию, а час-
тота дыхания у него в 3—3,5 раза больше по сравнению со
взрослыми Поэтому у детей возрастает роль кожного дыхания.
С другой стороны, высокая подвижность детей, более интенсив-
ная в отличие от взрослых отдача их организмом тепла также
обусловливают повышенную потребность в вентиляции пододеж-
ного пространства и обеспечении необходимого теплового ком-
форта Отмеченные особенности детского организма предопре-
деляют ряд требований к одежде для детей, ее массе, форме,
размерам, применяемым материалам и др.
Непременное условие проектирования и изготовления дет-
ской одежды — ее соответствие размерам и форме тела детей
различных половозрастных групп. С учетом реальных возмож-
ностей различных отраслей легкой промышленности для проек-
тирования детской одежды стандартами установлено оптималь-
ное число типовых фигур детей в возрасте от 6 до 18 лет.
Существенные различия в телосложении половозрастных
групп детей вызывают трудности в проектировании и производ-
стве детской одежды [3.11].
Для изготовления детского белья наиболее широко применя-
ются хлопчатобумажные ткани (бязи, ситцы, сатины, шифоны,
фланели и др.) и трикотажные полотна, состоящие из нитей
одного или разного волокнистого состава [3.11].
Для удовлетворения гигиенических требований детские бель-
евые ткани и трикотажные„полотна должны обладать гигроско-
пичностью не менее 7%, воздухопроницаемостью для летнего
белья более 135 дм3/(м2-с), для зимнего — менее 100 дм3/(м2-с).
Применять бельевые материалы с добавлением синтетичес-
ких и ацетатных волокон в одежде для новорожденных, детей
ясельного и дошкольного возраста запрещено санитарно-гигие-
ническими правилами и нормами.
Для обеспечения красивого внешнего вида бельевые ткани
вырабатываются отбеленными со степенью белизны у хлопча-
тобумажных тканей 82%, у льняных не менее 80%, гладкокра-
шеными светлых тонов, набивными. Усадка после стирки хлоп-
чатобумажных тканей должна быть не более 3,5% по основе и
2% по утку, для-льняных тканей — не более 5,5% по основе
и 3% по утку.
Бельевые ткани легко отстирываются, хорошо поглощают
влагу с поверхности тела, имеют продолжительный срок экс-
плуатации. Для изготовления детских платьев могут использо-
ваться те же ткани, что и для женских платьев. Однако ассор-
тимент детских платьевых тканей ограничен (например, объем
Ш
выпуска детских шелковых тканей составляет менее 1 % обще-
го объема выпуска шелковых тканей).
Детские платьевые ткани вырабатываются из комплексных
нитей, в том числе вискозных, из вискозных нитей в сочетании
с ацетатными, из одних ацетатных или триацетатных нитей. Зна-
чительное количество детских платьевых тканей получают из
вискозной и хлопчатобумажной пряжи, из вискозно-лавсановой
пряжи и из смеси различных волокон. Использование в детских
платьевых тканях вискозной, вискозно-лавсановой и хлопчато-
бумажной пряжи придает им мягкость и теплоту, свойственную
хлопковым тканям.
Требования, предъявляемые к сорочечным тканям, различны
в зависимости от назначения детских сорочек: повседневные,
спортивные, нарядные, летние и зимние. Например, гигроско-
пичность тканей для сорочек должна быть не менее 7%. Для
обеспечения вентиляции пододежного пространства летние со-
рочечные ткани должны обладать повышенной воздухопрони-
цаемостью, а зимние — пониженной Уно не менее 100 дм3/(м'2-с)].
Ткани для изготовления верхних сорочек должны иметь повы-
шенные паропроницаемость и влагопоглощение, которые обыч-
но регулируются волокнистым составом. Сорочечные ткани
должны обладать повышенной сопротивляемостью к стиркам,
быть малоусадочными (не более 3,5% по основе и 2% по утку)
и малосминаемыми (несминаемость не менее 70%). Эти свой-
ства сорочечных тканей достигаются путем применения круче-
ной пряжи и пряжи из смеси волокон, а также путем стабили-
зации тканей и специальных их обработок.
Основную массу детских сорочечных тканей составляют хлоп-
чатобумажные и шелковые ткани. К чистохлопковым тканям
(ситцам, бязям, шотландкам, бумазеям и др.) относят и репс,
поплин, сорочечные типа «Школьница» и др. Шелковые соро-
чечные ткани содержат в основе вискозные, ацетатные и кап-
роновые нити, а в утке хлопчатобумажную или шелковую пря-
жу. Выпускаются детские сорочечные ткани, содержащие в ос-
нове и утке полиэфирно-вискозиую пряжу или полиэфирно-хлоп-
ковую. В соответствии с рекомендациями гигиенистов в мате-
риалах для платьев и сорочек детей младшего школьного возрас-
та содержание синтетических и ацетатных волокон не должно
превышать 30% £3.7}. Гигиеническая оценка детских платьев из
смеси шерсти и нитрона (от 20 до 60%) показала, что ткани,
содержащие более 30% указанных волокон, вызывают увеличе-
ние влажности воздуха под одеждой, более выраженное охлаж-
дение детей, изменение знака и величины напряженности элек-
тростатического поля на поверхности материала. Чтобы избе-
жать неблагоприятного влияния материалов с добавлением син-
тетического волокна на организм, использование их для изго-
товления одежды новорожденных и детей ясельного возраста
не рекомендуется.
Костюмы, брюки, юбки, пиджаки, жакеты для детей изго-
товляются из шерстяных, хлопчатобумажных, льняных и шел-
ковых тканей [3.11].
J В ассортименте детских шерстяных тканей костюмные ткани
составляют более 16%. Это в основном полушерстяные ткани.
Известно, что ткани, содержащие синтетические волокна, ха-
рактеризуются хорошим внешним видом, стабильностью разме-
| ров, высокой износостойкостью и др. Однако они обладают низ-
' кими показателями гигиенических свойств.
I По рекомендациям гигиенистов, содержание синтетического
I волокна в тканях для верхней детской одежды (начиная с 56-го
' размера) не должно превышать 40%. Однако, по данным иссле-
дований М. В. Сероштана и В. Ц. Склянникова, значительное
количество всех выпускаемых полушерстяных костюмных тканей
для детской одежды содержит более 40% синтетических во-
локон.
По волокнистому составу костюмные ткани вырабатываются
1 чистохлопчатобумажными и смешанными (обычно 85; 75 и 67%
‘ хлопка и 15; 25 и 33% других волокон — вискозных, капроновых
или лавсановых). Хлопчатобумажные костюмные ткани отве-
чают гигиеническим требованиям. К хлопчатобумажным дет-
ским костюмным тканям относятся ворсовые ткани, вельвет-корд
и вельвет-рубчик. Льняные детские костюмные ткани выпуска-
ются, как правило, смешанные, содержащие в основе хлопчато-
бумажную пряжу, а в утке — льняную пряжу мокрого пряде-
ния. Часто в уточную пряжу добавляют химические, в основ-
ном лавсановые волокна (от 3 до 33%). Добавление лавсано-
вых волокон повышает упругость тканей, снижает сминаемость
и усадку. При добавлении лавсана увеличивается растяжимость
и уменьшается жесткость, что очень важно для детских костюм-
ных тканей. Хорошие гигиенические показатели льняных кос-
тюмных тканей обусловили их использование для летних кос-
тюмов. Ассортимент шелковых детских костюмных тканей не-
велик. Это ткани, выработанные из искусственных нитей, вис-
козной и вискозно-лавсановой, хлопчатобумажной пряжи и др.
Верхняя детская одежда должна быть теплой, легкой, не
стеснять движения детей. Для теплой верхней детской одежды
рекомендуются натуральные и искусственные меха, шерстяные ,
и полушерстяные ткани рыхлых структур. Основной ассортимент
i шерстяных пальтовых детских тканей представлен тонкосукон- ,
ными смешанными шерстяными тканями, которые по способу
выработки разделяют на сукна, пальтовые и драпы. Наибольшая 1
доля детских пальтовых тканей приходится на подгруппу паль- i
товых. Пальтовые ткани гигиеничны, характеризуются высоки- !
ми теплозащитными свойствами, высокой износостойкостью, ма- |
лой сминаемостью и усадкой. 1
Смешанно-шерстяные детские пальтовые ткани вырабатыва-
ются с вложением вискозных (20—40%), капроновых (7—27%), 1
М 1
нитроновых: (16—63%) и лавсановых (20—40%) волокон. Со-
держание шерсти в большинстве случаев составляет 30—55%.
Детские драпы толстые, плотные и сравнительно тяжелые.
Выпускаются они полушерстяными и вырабатываются полуто-
раслойныли и простыми переплетениями. К тканям для изготов-
ления детских плащей относятся плотные ткани небольшой мас-
сы (поверхностная плотность 53—200 г/м2) с гладкой поверх-
ностью, способствующей стоку с нее воды. Вырабатываются
плащевые ткани из капроновых и лавсановых нитей. Перспек-
тивным является выпуск детских плащевых тканей нз смешан-
ной пряжи в сочетании с комплексными синтетическими нитя-
ми, подлежащих последующей отделке «лаке» и водоотталкива-
ющей обработке. При изготовлении курток и спортивной одеж-
ды для дегей используются капроновые ткани, дублированные-
поролоном, и нетканые материалы [3.12].
В ассортименте материалов для детской одежды недостаточ-
но тканей облегченных структур. Часто детскую одежду изго-
товляют из тканей, предназначенных для одежды взрослых.
Поэтому для снижения массы детской одежды и обеспечения
основных гигиенических требований к детской одежде необхо-
димо разрабатывать ткани рациональных структур и облегчен-
ной массы.
Верхняя одежда для детей включает в себя большой ассор-
тимент изделий: пальто, полупальто, комбинезоны, куртки и др.
(ГОСТ 25295—82 «Одежда верхняя детская»). Нормативы ос-
новных гигиенических требований для пакета материалов этой
одежды разработаны не полностью. В табл. 3.5 представлены
разработанные ЦНИИШПом гигиенические рекомендации по
теплозащитным свойствам некоторых видов утепленной детской
одежды и условия ее использования.
Большое значение для детской одежды имеет ее конструк-
ция. Конструкция детской одежды должна обеспечивать свобо-
ду движения, дыхания и кровообращения. Тесная, плотно об-
Таблица 35
Гигиенические рекомендации по теплозащитным свойствам утепленной
детской одежды и климатическим зонам ее эксплуатации
Характеристика одежды Суммарное тепловое сопро тивление одежды, (м2«С)/Вт Климатическая зона
Верх — ткань капроновая с Яр IV, Ш (до —5 °С>
отделкой «лаке», утеплитель —
синтетический
Верх — ткань плащевая, утеп- Q 111
литель — искусственный мех
Верх — искусственный мех, (ИЙ S
утеплитель — один слой полу-
шерстяного ватина
55
легающая одежда сдавливает поверхность тела ребенка и ухуд-
шает его самочувствие. Поэтому детская одежда должна соот-
ветствовать размерам ребенка, быть легкой, держаться в ос-
новном на плечах. Не рекомендуется использовать пояса, ту-
гую резиновую тесьму, стягивающую тело, высокие тесные во-
ротники. Модели детской одежды должны учитывать особенно-
сти телосложения детей, быть простыми и удобными в стирке,
чистке и глаженьи. Платья девочек дошкольного и младшего
школьного возраста должны быть свободными, неотрезными или
на кокетке, с пониженной условной линией талии и притачной
юбкой. Для мальчиков рекомендуются костюмы с короткими
или длинными брюками. Наиболее удобны для мальчиков брю-
ки на бретелях и полукомбинезоны. Для девочек дошкольного
возраста рекомендуется пальто, расширенное книзу, для маль-
чиков— пальто прямого покроя с карманами, хлястиками, от-
ложным воротником или с капюшоном.
Учитывая особенности фигуры детей, линию талии в пальто
отмечают редко. Рукава пальто — втачные, реглан и полу-
реглан.
Одежда для младших школьников мало отличается от одеж-
ды для дошкольников. Изменения в фигуре детей этого воз-
раста сказываются на пропорциях одежды. Пальто для млад-
ших школьников рекомендуется изготовлять удлиненным, чаще
с воротником-капюшоном. Изменения фигуры детей среднего
школьного возраста заметно отражаются на конструкции одеж-
ды. Например, пальто для девочек этого возраста прямого по-
кроя со спортивными отделочными деталями или полуприлега-
ющее с расширением книзу.
Пальто для мальчиков простые по форме, с поясом. Зимнее
пальто на съемной теплой подкладке. Для лета и зимы реко-
мендуются разнообразные спортивные куртки, свободные, с
манжетами на рукавах, с высокой застежкой и капюшоном.
Одежда для старших школьников приближается к одежде для
взрослых, поэтому она должна отвечать гигиеническим требо-
ваниям, предъявляемым к одежде взрослых.
3.2. ТРЕБОВАНИЯ К СПЕЦИАЛЬНОЙ ОДЕЖДЕ
Специальная одежда относится к числу наиболее широко при-
меняемых средств индивидуальной защиты рабочих. Она долж-
на удовлетворять следующим основным требованиям [3.13; 3.14]:
обеспечивать сохранение нормального функционального со-
стояния человека и его работоспособности в течение всего пе-
риода пользования ею;
предохранять от воздействия вредных производственных фак-
торов;
56
не оказывать общетоксического и к0й|РРазДРажаюЩего Деи"
ствия;
быть достаточно износостойкой и эсте10,нои‘
Существует большое разнообразие спеииальнои одеж-
ды, которые в зависимости от конкретны* пРоизводс™енных Ус”
ловий могут быть рекомендованы для 0)*спечения безопасных
условий труда. К основным из ник от^ятся: к?Ртка> бРюки’
комбинезон, полукомбинезон, плаш, фарг*гк’ РУкавиЦы> жилет,
перчатки, нарукавники, бахилы, различи/ головные уборы, на-
плечники, наколенники и т. д. Эти вид1* спейиальнои одежды
могут применяться как порознь, так и всочетании Друг с ДРУ"
В зависимости от назначения и в соот/тст?ЙИ с требования-
ми ГОСТ 12.4.103-83 «Система стандарт безопасности тру-
да. Одежда специальная защитная, сре/тва инДивиДУально
защиты ног и рук. Классификация» спец>,альная °ДежДа ЙЛ с'
сифицируется на 15 групп и 39 подгруппJ ° Н0ВУ классифи а-
ции специальной одежды положены ее тн вои тва 0
воздействия вредных производственных ф^т0Р0В-
В табл. 3.6 приведена классификация финальной одекды,
а также условные обозначения маркиров^ ° заЩЙТНЫ в°и'
ствам. Маркировка специальной одежды 110 защитным свои т'
вам выполняется в зависимости от фактсР0В пРоизвоДствеНЙВ1
вредностей в соответствии с их условны/1 0 означвниями- с-
ловное обозначение маркировки по защ/ным сво ствам ПР
дусматривается в нормативно-техническо^ Д0КУ ентаЦии иа
конкретныи вид изделия. Само изделие г*
» г « » » ,рскои чистке согласно
мои краской, устойчивой к стирке и химич^
ГОСТ 10581-82. Благодаря этому появл^тся возможность вы-
дачи специальной одежды в строгом соо^етствии с ее назна’
Маркировка специальной одежды, защи1^аЮ1цей °ДновРеменно
от нескольких факторов вредности, вклю^ет в се я 0 означе-
ние всех групп и подгрупп. В комплектные'
куртка с брюками, _ ’
каждом изделии, входящем в комплект.
К настоящему времени разработано
изделиях (например,
....... “ ""7““„\‘"“7'лачения ставятся на
, куртка с юбкой) обое
количество
нормативно-технических документов (станА^Т0В и технических
условий) на производство более 120 видов 1'педиальнои
для работающих в различных отраслях г0 Х03яист •
Промышленная коллекция моделей спецодеЖД включает в е’
бя около 300 моделей всех групп защиты.
К специальной одежде предъявляется сложныи „КОМПЛе*с
требований: защитных, гигиенических, экс(1ЛУатаци0Н ых и
тетических. К каждому виду спецодежды предъявляются кон-
кретные требования в соответствии с усл/’иями эксплуатации.
Для одежды, защищающей от мех^ни*^
выбираются ткани с повышенными механ^йес и каз т
большое
u in
Таблица 3.6
Классификация спецодежды по защитным свойствам
Группа воздействие Подгруппа воздействий Мар- киров- ка
Механические Проколы, порезы Мп Истирание Ми Повышенные температу- Повышенные температуры, обусловленные Тк ры климатом Тепловое излучение Ти Открытое пламя То Искры, брызги расплавленного металла, Тр окалина Контакт с нагретыми до температуры 40— Тп 100 100 °C поверхностями Контакт с нагретыми до температуры 100— Тп 400 400 °C поверхностями Контакт с нагретыми до температуры более Тв 400 °C поверхностями Конвективная теплота W Пониженные температуры воздуха Тн Пониженные температуры Пониженные температуры воздуха и ветер Тнв Радиоактивные загрязне- Радиоактивные загрязнения Рз ния и рентгеновские из- Рентгеновские излучения Ж лучения Электрический ток, элек- Электростатические заряды н поля тростатические заряды, Электрические поля электрические и электро- Электромагнитные поля в® -магнитные поля Нетоксичная пыль Нетоксичная пыль ЙИ, Пыль, стекловолокна, асбест и Мелкодисперсная пыль Цк Токсичные вещества Твердые токсичные вещества Жидкие токсичные вещества Аэрозоли токсичных веществ Шь Вода и растворы неток- Водонепроницаемая одежда » •сичных веществ Водоупорная одежда By Растворы поверхностио-активиых веществ Вп .Растворы кислот Кислота концентрации более 80% (по сер- Кк ной кислоте) Кислота концентрации 50—80% (по серной К 80 кислоте) Кислота концентрации 210—60% (по серной К 50 кислоте) Кислота концентрации не более 20% (по К 20 серной кислоте) ’Щелочи Расплавы щелочей Щр Растворы щелочей концентрации более 20% Щ 50 (по гидроксиду натрия) Растворы щелочей концентрации не более Щ 20 20% (по гидроксиду натрия) ’Органические растворите- — 0 ли, в том числе лаки и краски иа их основе 'Нефть, нефтепродукты, Сырая нефть Не масла и жиры Продукты легкой фракции Нл Нефтяные масла и продукты тяжелых фрак- Нм к ,ЦИЙ
.58
Окончание табл. 3.&
Группа воздействий Подгруппа воздействий Мар- киров- ка
Растительные и животные масла и жиры Мж Общие производственные •— в загрязнения Вредные биологические Микроорганизмы Бм факторы Насекомые Бн Сигнальная одежда — Со
ми (пределом прочности при разрыве, истирании). Конструкция
одежды этого вида предусматривает специальные элементы (на-
пример, накладки или полимерные покрытия для увеличения
сроков ее эксплуатации).
Одной из разновидностей специальной одежды для защиты
от механических воздействий является спецодежда, защищаю-
щая от проколов и порезов. Защиту от проколов и порезов в
первую очередь должны обеспечивать средства индивидуальной
защиты (СИЗ) рук. По данным Исследовательского института
безопасности труда в Братиславе (ЧСФР), материалы для СИЗ
рук, стойкие к проколам, должны выдерживать усилие проко-
ла: при легких механических воздействиях — не менее 50 Н; при
тяжелых механических воздействиях — не менее 200 Н. Усилие
для прокола кожи работающих составляет 58,8—78,4 Н.
Стойкость материалов для СИЗ рук от порезов должна быть
не менее 100 Н при легких механических воздействиях и не ме-
нее 200 Н при тяжелых механических воздействиях.
К одежде, защищающей от общих производственных загряз-
нений, предъявляются аналогичные требования, но при этом мо-
гут быть использованы материалы с несколько меньшими проч-
ностными показателями. В табл. 3.7 приведены данные о проч-
ностных показателях хлопчатобумажных, шелковых, льняных
и полульняных тканей, используемых при изготовлении спец-
одежды для защиты от механических воздействий и общих про-
изводственных загрязнений.
Качество одежды для защиты от повышенных температур
во многом определяется материалами и конструкцией. Выбор
материалов зависит от характера теплового воздействия (откры-
тое пламя, конвективная теплота, тепловое излучение, искры и
брызги расплавленного металла и т. д.).
Одежда, предназначаемая, например, для защиты от тепло-
вого излучения, должна изготовляться из материалов, облада-
ющих низкой теплопроводностью (например, материалов из ас-
беста, шерсти и т. п.) и высокими отражающими свойствами
(металлизированных). При изготовлении одежды для защиты
от высокой конвективной температуры воздуха используются
материалы с высокой воздухопроницаемостью (^100 дм3/(м2-
59
Таблица 3.7
Физико-механические показатели материалов для спецодежды, защищающей
от механических воздействий и общих производственных загрязнений________
Материал Арти- кул Вид спецодежды Разрывная Нагрузка, Н Стойкость к истиранию на плоскости, обороты, не менее
О основе ПО утку
Полотно плащевое 3104 Костюм 804 706 5000
Диагональ 3006 74€ 716 3000
Ткань с капроновым во- локном 3164 Халат 657 490 3000
Ткань костюмная «До- зор» 3179 Костюм, комбине- зон, полукомбине- зон 911 382 4500
Саржа 3202 Костюм 1235 490 5000
Ткань костюмная 3446 » , комбине- зон, полукомбине- зон 726 392 3800
Бязь 134 Халат 253 294 800
Ткань для спецодежды 13689 » 680 490 1500
Ткань лавсано-вискозная с водоотталкивающей от- делкой 86056 Костюм 1180 510 9900
Ткань лавсано-вискозная с маловодонефтеотталки- вающей отделкой 86057 » 1190 510 5500
Ткань для спецодежды 13727 > 1195 630 5500
Парусина полульняная пропитанная 11227 » 180 125 100000
Парусина льняная 11110 1.1119 » 170 105 70000
•с)] и влагопроводностью [^3,5—4,5 г/(м2-ч)]. Конструкция та-
кой одежды должна предусматривать также элементы для улуч-
шения вентиляции пододежного пространства. При этом припуск
на свободное облегание должен быть не менее 11—12 см. В от-
дельных случаях (при особо высоких температурах) рекомен-
дуется одежда с искусственным охлаждением.
В табл. 3.8 приведены типы женских и мужских костюмов,
защищающих от повышенных температур, которые изготовля-
ются в настоящее время промышленностью для различных ус-
ловий эксплуатации. Эта спецодежда обладает защитными
свойствами, исключающими возможность нагрева ее внутрен-
ней поверхности до температуры более 40°C.
Качество одежды для защиты от пониженных температур
определяется соответствием ее термического сопротивления и
воздухопроницаемости метеорологическим условиям, тяжести
физической работы, продолжительности пребывания на холоде.
Для эксплуатации в различных климатических поясах (зо-
нах) СССР спецодежда выпускается с соответствующими теп-
лозащитными свойствами (табл. 3.9).
«О
В табл. 3.10 приведены сравнительные показатели теплоза-
щитных свойств спецодежды для защиты от пониженных тем-
ператур, которая рекомендуется для эксплуатации в условиях
Крайнего Севера.
Одежда для защиты от электрических полей и электроста-
тических зарядов должна изготовляться из материалов, обла-
дающих электропроводящими свойствами и необходимым экра-
нирующим эффектом. При этом она должна обеспечивать комп-
лексную защиту всех частей тела (головы, лица, туловища, рук,
ног).
Особые требования предъявляются к антистатической одеж-
де. Материалы для этой одежды должны иметь поверхностное
сопротивление не более 105—109 Ом. Лучшими антистатичес-
Таблица 3.8
Типы костюмов для защиты от повышенных температур
Тип кости# МВ Условия эксплуатации Рекомендуемые материалы
Женские костюмы
А Температура воздуха 15— Хлопчатобумажная ткань для верха костю-
20 °C, тепловое излуче- ма н нйкладок
ние 0,2-10’—1-10» Вт/м2'
Б Температура воздуха 20— Суконная ткань для верха костюма и на-
30 °C, тепловое излучение кладок; хлопчатобумажная ткань для вер-
1-10’—2-10’ Вт/м2 ха костюма, суконная ткань для накладок
Мужские костюмы
А Температура воздуха 15— Хлопчатобумажная ткань для верха костю-
20 °C, тепловое излучение ма н накладок
0,2-10’—1-10’ Вт/м2
Б Температура воздуха 20— Тонкосуконная ткань для верха костюма и
30 °C, тепловое излучение накладок
1-Ю3—2-Ю3 Вт/м2
В Температура воздуха 30— Грубошерстяная и полугрубошерстяная ши-
40 °C, тепловое излучение нельная ткань для верха костюма и накла-
2-103—5-10’ Вт/м2 док; суконная полушерстяная ткань с фе-
нилоновым волокном для накладок
Г Температура воздуха вы- Грубошерстяная и полугрубошерстяная ши-
ше 40 °C, тепловое излу- нельная ткань для верха костюма, спилок
чеиие 5-J03—8-Ю3 Вт/м2 или велюр для накладок; суконная полу-
шерстяная ткань с фенилоновым волокном
для верха костюма и накладок
Д Температура воздуха вы- Грубошерстяная и полугрубошерстяная ши-
ше 40 °C, тепловое нзлу- нельная ткань для верха костюма; матери-
чение8-103—15-10’Вт/м2 ал, дублированный АФТ-Т для верха кос-
тюма и накладок; суконная полушерстяная
ткань с фенилоновым волокном для верха
костюма , ,
Примечание. Если температура воздуха в рабочей зоне ниже 10°C, при зис-
плуатацин требуется утепление.
61
Таблица 39
Теплозащитные свойства спецодежды по климатическим поясам
Климатичес- Температура Скорость Воздухопроницае- Суммарное тепловое
кий пояс воздуха ветра, м/с мость пакета мате- сопротивление одеж-
средняя, °C риалов, дм3Дм2 °C) ды, и2 °С/Вт
Женские КОСТЮМЫ
Особый —25 5 7—10 0,75
IV -40 7—10 0,86
Ш —18 5 7—25 0,64
1-М -10 5 7—10 0,51
Мужские, костюмы
Особый —25 5 7—10 0,73
IV —40 —— 10—40 0,80
III — 18 5 10—40 0,64
I—II —10 5 10—40 0,50
кими свойствами обладают материалы, содержащие сверхтон-
кие угольные частицы, с поверхностным электрическим сопро-
тивлением 102—104 Ом.
Одежда для защиты от нетоксичных веществ (пыли) долж-
на изготовляться из материалов плотной структуры, препятст-
вующей прониканию пылевидных частиц в пододежпое прост-
ранство (из материалов типа молескина). Конструкция одежды
этого вида должна предусматривать элементы, обеспечивающие
замкнутость пододежного пространства (манжеты, клапаны по
линиям застежек, шлемы с пелеринами и т. п.).
Применяемые в настоящее время ткани для изготовления
пылезащитной спецодежды имеют пылепроницаемость 16—
45 г/м2.
Одежда для защиты от токсичных веществ (жидких и аэро-
золей) изготовляется, как правило, из пленочных материалов.
В зависимости от размера поверхности тела человека, подвер-
гающейся непосредственному воздействию вредного фактора,
Таблица 310
Показатели теплозащитных свойств спецодежды с различными утеплителями
Тип одежды Суммарное тепловое сопротивление, ма°®С/Вт Масса одежды, кг
Костюм с утеплителем из натураль- ной овчнны 0,90 5,8
Костюм с утеплителем из верблюжь- ей шерсти 1,02 6,0
Костюм с утеплителем из шерстяного ватина 0,73 5,2
62
могут быть рекомендованы костюмы, фартуки, халаты, нарукав-
ники, бахилы, головные уборы, рукавицы и т. д. Конструкция
их должна исключать элементы, задерживающие на поверхно-
сти токсичные вещества, и обеспечивать герметизацию швов.
Эксплуатация этих изделий при повышенной температуре воз-
духа требует разработки специальных рекомендаций по режи-
му работы в них.
Свойства одежды для защиты от воды определяются ее ма-
териалами и конструкцией, а также характером воздействия
вредного фактора. Например, для защиты от кратковременного
воздействия воды могут быть использованы материалы, обла-
дающие водоупорными свойствами (льняные ткаии- и ткани со
специальными пропитками). Для защиты от длительного воз-
действия воды и растворов поверхностно-активных веществ при-
меняют пленочные материалы. Требования к этому виду одеж-
ды аналогичны требованиям к одежде для защиты от токсичных
веществ.
Свойства одежды для защиты от кислот и щелочей опреде-
ляются Преимущественно свойствами материалов. Выбор мате-
риалов определяется концентрацией воздействующего фактора.
В зависимости от контактирующей поверхности могут быть ис-
пользованы различные виды одежды (костюмы, фартуки, хала-
ты, костюмы с накладками из защитного материала и т. д.).
Наилучшими кислотозащитными свойствами обладают 'шер-
стяные и специальные шелковые ткани. В табл. 3.11 приведен
перечень этих тканей.
Свойства одежды для защиты от нефти, нефтепродуктов, ма-
сел, жиров и органических растворителей определяются в ос-
новном защитными свойствами материалов, используемых для
Таблица 3.11
Классификация кислотозащитных тканей по назначению
Артикул Наименование Назначение
6929 Кислотозащитная е пропиленом Для защиты от кислот концен- трации выше 90%
49321 Для кислотозащитной спец- То же
одежды
49173 Лавсановая для спецодежды Для защиты от кислот концен-
трации 50—80%
49322с Для кислотозащитной спец- То же
одежды
6913 Сукно кислотозащитное »
ШХВ-30
6926 То же >
49170 С пропиленом для спецодежды »
6907 Сукно кислотозащитное Для защиты от кислот концен-
ШХВ-30 трации 20—50%
6924 То же То же
63
ее изготовления. В зависимости от характера воздействующего
фактора могут быть рекомендованы ткани со специальными про-
питками или материалы с пленочным покрытием.
Эффективность спецодежды, защищающей от радиоактивных
загрязнений, зависит от свойств материалов, которые должны
не только препятствовать прониканию этих загрязнений, но и
обладать хорошей дезактивируемостью. Существует две разно-
видности такой одежды. Первая предусматривает полную изо-
ляцию человека от внешней среды и создание в пододежном
пространстве искусственного микроклимата. Вторая разновид-
ность одежды изготовляется из фильтрующих материалов и, как
правило, является многослойной: подкладка из хлопчатобумаж-
ной ткани (типа бязи), промежуточный слой из плотной хлоп-
чатобумажной ткани (типа саржи), покровный слой из лавса-
новой ткани. Это позволяет обеспечивать защиту от радиоак-
тивных загрязнений на 80—94% и облегчает последующую дез-
активацию.
Спецодежда, предназначенная для защиты от вредных био-
логических факторов, подразделяется на одежду для защиты от
микроорганизмов и одежду для защиты от насекомых. Одежда
для защиты от микроорганизмов должна изготовляться из ма-
териалов с антимикробными свойствами, предотвращающих по-
явление гнойничковых поражений кожи. В табл. 3.12 приведены
данные по проницаемости микроорганизмов через хлопчатобу-
мажные ткани.
Как видно из табл. 3.12, ткань «Горизонт» обладает наилуч-
шими защитными свойствами; из нее изготовляют одежду для
шахтеров.
Одежда для защиты от насекомых изготовляется из мате-
риалов, защитная эффективность которых достигается химичес-
ким или механическим способом. В первом случае материалы
пропитываются специальными химическими веществами (ре-
пеллентами), отпугивающими насекомых. Во втором случае при
изготовлении спецодежды используются ткани плотных струк-
тур, чтобы хоботок насекомого не мог проникнуть внутрь, или
такой толщины, которая превышает длину хоботка насекомого.
Таблица 3 12
Проницаемость хлопчатобумажных тканей для микроорганизмов
Наименование ткани Артикул ткани Проницаемость для микроорганизмов, %
Сатин 528 0,20
Бязь 142 3,46
Меланжевая «Горизонт» с комбинированной про- питкой 3512 0,05
Гладкокрашеная пылеза- щитная 3075 1,18
64
Применяемый в настоящее время в лесной и деревообраба-
тывающей промышленности комплект спецодежды для защиты
от кровососущих насекомых состоит из головной накидки, про-
питанной репеллентом, двух сетчатых трикотажных рубашек и
брюк из ткани с конструктивными элементами, не позволяющи-
ми насекомым попасть на тело
Сигнальная спецодежда производится из материалов опре-
деленного цвета, и ее задача — выделить работающего из обще-
ю производственного фона. Для спецодежды, эксплуатируемой
в дневное время, применяются материалы оранжевого цвета, а
жсплуатируемой в ночное время — материалы со световозвра-
щающими свойствами (возвращают основную часть падающего
на них света в направлении источника освещения).
При создании специальной одежды, в наибольшей мере от-
вечающей предъявляемым к ней требованиям, очень важно обос-
нованное введение конструктивных элементов, позволяющих
максимально удовлетворить запросы потребителей.
Конструктивные элементы подразделяют в соответствии с
предъявляемыми к специальной одежде требованиями: защит-
ными, эксплуатационными и эргономическими (в том числе ги-
।иеническими).
Например, для рабочих горячих цехов конструкция костюма
юлжиа быть такова, чтобы исключались конструктивные эле-
менты, в которых задерживаются искры и брызги металла.
)тим защитным требованиям отвечает костюм прямого покроя
। потайной застежкой, без выступающих деталей, способствую-
щих задержанию вредностей.
Требования к регулированию теплозащитных функций спе-
циальной одежды в соответствии с переменными параметрами
окружающей среды обеспечиваются благодаря применению мно-
। ослойных утеплителей (пристегивающихся к основным деталям
\ юпляющих прокладок, утепленного белья и т. д ) и различных
псптиляционных устройств.
Все это позволяет регулировать термические сопротивления
" 1сжды путем изменения толщины утеплителя, комбинации его
г юев, а также путем нарушения инертности воздушных прослоек,
ш пользуемых в качестве утепляющего слоя, попадания воздуха
iiuiee низкой температуры в пододежное пространство. На
чих принципах, например, спроектирована мужская и женская
" К'жда для нефтяников северо-восточных районов страны, ма-
шинистов бурильных установок угольных разрезов, путевых ра-
|"|'1их, лесозаготовителей. Специфика этих профессий такова,
но трудовая деятельность рабочих в основном протекает на от-
। рытом пространстве (вне отапливаемых помещений). Исходя
и юго что климатические условия и интенсивность физической
ипрузки для указанных профессий меняются не только еже-
инвно, но и в течение дня, специальная одежда для рабочих
nix профессий предусмотрена многослойной (верх, разъемный
j 116
утеплитель, состоящий из пристегивающейся утепляющей про-
кладки и утепленного белья). Наряду с этим в одежде для неф-
тяников применены вентиляционные устройства.
Одежда, предназначенная для защиты от вредных жидких
веществ, должна иметь минимальное количество швов.
К конструктивным элементам, обеспечивающим защиту от
пылевидных вредных веществ или микроорганизмов, относятся
всевозможные манжеты, стягивающие по обхвату пояса, хляс-
тики, эластичные ленты, текстильные застежки.
К конструктивным элементам, обеспечивающим гигиеничес-
кие требования к одежде, предназначаемой для эксплуатации в
условиях нагревающего микроклимата, могут быть отнесены:
специальные вентиляционные устройства на участках наиболь-
шего потовыделения (отверстия в виде петель, отверстия в швах,
кокетках и т. д.), а также специальной формы ластовицы в об-
ласти подмышек, сконструированные по принципу мехов. С этой
же целью может быть дан увеличенный припуск на свободное
облегание, облегчающий циркуляцию воздуха, или создана ком-
бинированная одежда, в которой предусматривается сочетание
материалов, обладающих малой или нулевой и высокой возду-
хопроницаемостью. Последнее возможно, когда воздействию аг-
рессивных веществ подвергаются лишь локальные участки, за-
щита которых и достигается, например, пленочными материа-
лами; другие участки одежды в этом случае могут быть изго-
товлены из материалов, обладающих высокой воздухопроницае-
мостью.
Указанные конструктивные элементы способствуют уменьше-
нию накопления влаги в пододежном пространстве и, следова-
тельно, улучшают тепловое состояние человека, повышают его
работоспособность.
К конструктивным элементам, обеспечивающим эксплуата
ционные требования, относятся различные накладки или покры
тия из полимерных материалов на наиболее изнашиваемых уча
стках одежды.
Известно, что удобство одежды обеспечивается не только
конструкцией в целом и оптимальными прибавками, но и все
возможными конструктивными элементами, которые способст
вуют перераспределению напряжений и деформаций в одежд
К основным конструктивным элементам, создающим удобен
одежды при эксплуатации, относятся: складки, защипы, сборк
ластовицы, эластичные вставки, подрезы и т. п. Применение ]
дает возможность регулировать ширину изделия, не ухудш;
его внешнего вида и посадки на фигуре человека. Ластовиц
обеспечивают свободу движения рук и могут быть отрезными
цельновыкроенными с полочкой, спинкой и рукавами.
Наиболее предпочтительные средства обеспечения удобст!
одежды в процессе эксплуатации — эластичные вставки. Форк
и размеры их могут быть разными, что дает возможность вы
66
рать в каждом конкретном случае (в зависимости от назначе-
ния) оптимальный вариант. Применение их позволяет без ухуд-
шения качества посадки на фигуре человека расширить интер-
валы безразличия, уменьшить прибавки на свободное облегание*
добиться улучшения эксплуатационных характеристик изделия
при максимальном обеспечении эргономических показателей.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
3.1. Вадковская Ю. В. Основные гигиенические принципы построения
одежды в различных климатических условиях. Автореф. дис. ... д-ра мед.
наук. М, 1946.
3.2. Афанасьева Р. Ф. Гигиенические основы проектирования одежды для
защиты от холода. М., 1977,
3.3. Использование математического моделирования для определения до-
пустимого количества химических волокон в одежде/К. А. Раппопорт и др.//
Гигиена и санитария. 1981. № 2. С. 46—48.
3.4. Критерии оценки теплового состояния человека для обоснования нор-
мативных требований к производственному климату/Р. Ф. Афанасьева, Г. Н.
Репин, Л. В. Павлухин и др.//Гигиена и санитария. 1983. № 7. С. 79—81.
3.5. Склянников В. П., Афанасьева Р. Ф., Машкова Е. Н. Гигиеническая
оценка материалов для одежды. М., 1985.
3.6. Лабораторные и натурные исследования трикотажного белья с со-
держанием полиамидных волокон/С, В. Узунова, П. И. Крулева, И. Е. Йор-
данова, Д. М. Лолова//Гигиена и санитария. 1981. № 9. С. 60—63.
3.7. Гигиенические рекомендации по использованию синтетических мате-
риалов для изготовления одежды/Р. Ф. Афанасьева, Д. Б. Казанцева, К. А.
Раппопорт и др.//Швейиая пром-сть. 1975. С. 1—8.
3.8. Инструкция по изготовлению женской зимней одежды для I и II
климатических зон СССР. М., 1980.
3.9. Колесников П. А. Основы проектирования теплозащитной одежды.
М., 1971.
3.10. Кайсина О. В., Терентьева Г. В. Гигиенические требования, предъ-
являемые к детской одежде//Моделирование и художественное оформление
швейных изделий: мат-лы семинара. М., 1974. С. 1—8.
3.11. Дианич М. М., Кушнир Н. К., Семак Б. Д. Ассортимент и качество
одежды для детей. Киев, 1988.
3.12. Горшкова Р. П., Пальянова С. Г. О применении нетканых синтети-
ческих материалов для детской одежды//Швейная пром-сть. 1985. № 2. С. 712.
3.13. Городинский С. М. Средства индивидуальной защиты для работ
с радиоактивными веществами. М., 1973.
3.14. Чубарова 3. С. Методы оценки качества специальной одежды. М.й
1988.
Глава 4
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ОДЕЖДЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ХОЛОДА
4.1. ОХЛАЖДАЮЩИЙ МИКРОКЛИМАТ И ЕГО
ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
С охлаждающим микроклиматом человек сталкивается при ра-
боте на открытом воздухе в зимний и переходные периоды года
(нефтяники, рабочие горнорудной и угольной промышленности,
особенно при работах в открытых карьерах, рабочие железно-
дорожного транспорта, геологи и др ), а также в производствен-
ных помещениях, где низкая температура воздуха необходима
по технологическим причинам В ходе эволюционного развития
человек не выработал устойчивого приспособления к холоду.
Его биологические возможности в сохранении температурного
гомеостаза весьма ограниченны В охлаждающей среде они оп-
ределяются снижением теплопотерь за счет уменьшения гради-
ента между температурой поверхности тела и среды в резуль-
тате охлаждения рецепторов кожи и спазмирования под влия-
нием этого кровеносных сосудов, увеличения термического со-
противления тканей организма Однако этот механизм поддер-
жания температурного гомеостаза, сопровождающийся выражен-
ным напряжением реакций терморегуляции, неэффективен. И хо-
тя переносимости холода человеком несколько увеличивается
при адаптации его к этому фактору, для разработки средств
защиты это не имеет существенного значения, принимая во вни-
мание и тот факт, что физическая работа является фактором,
препятствующим акклиматизационному процессу.
Холод способствует возникновению сердечно-сосудистой па-
тологии, приводит к обострению язвенной болезни, радикули-
та, обусловливает возникновение заболеваний органов дыхания,
увеличивая потери рабочего времени за счет заболеваемости с
временной утратой трудоспособности. Возникновение или обост-
рение ряда заболеваний (бронхита, пневмонии, тонзиллита, яз-
венной болезни желудка, эндокринных расстройств и др ) тесно»
связано, с одной стороны, с действием
на
организм
экстремаль
ных факторов внешней среды, с другой стороны — с фазам!
адаптивных перестроек. На начальных этапах адаптации к хо
лоду преобладают, как правило, острые воспалительные заб
левания, обостряются уже имеющиеся патологические проце
сы, а через 3—5 лет в структуре заболеваемости начинав
преобладать ишемическая болезнь сердца, артериальная типе
тония, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишк
нарушения со стороны эндокринной системы. Эти заболевай!
являются следствием хронического стресса и связаны с глуб
кими перестройками метаболизма систем эндокринной регул
ции, состоянием иммунологической реактивности и т. д. [4.1; 4.1
68
Охлаждение человека как общее, так и локальное (особен-
но кистей) способствует изменению его двигательной реакции,
нарушает координацию и способность выполнять точные опера-
ции, вызывая тормозные процессы в коре головного мозга, что
может быть причиной возникновения различных форм травма-
тизма. В зарубежной литературе имеются сведения, что при зна-
чительном охлаждении растет число тромбоцитов и эритроци-
тов в крови, увеличивается содержание холестерина, вязкость
крови, что повышает возможность тромбообразования. Энергети-
ческий обмен переключается с углеводного на жировой, т. е. по-
вышается способность тканей утилизировать липиды. Рядом
авторов приводятся сведения относительно функциональных и
структурных изменений в костях конечностей. Показано, что да-
же при кратковременном влиянии холода в организме происхо-
дит сложная перестройка регуляторных и гомеостатических си-
стем, изменяется иммунный статус организма. В связи со ска-
занным мероприятия по борьбе с охлаждением человека, осо-
бенно работающего в ненормируемом микроклимате (и в част-
ности на открытой территории), должны быть направлены на
обеспечение допустимого теплового состояния человека (см.
л. 2). Одним из них является использование одежды, соответ-
ствующей условиям его жизнедеятельности. Вопросы ее проек-
тирования согласно этому требованию рассматриваются ниже.
4.2. ПРОЦЕСС ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ЧЕРЕЗ ПАКЕТ
МАТЕРИАЛОВ ОДЕЖДЫ
При проектировании теплозащитной одежды необходимо иметь
в виду, что ее тепловое сопротивление в конечном счете должно
щениваться совокупным изолирующим действием готовой кон-
струкции [4 3].
Теплозащитные свойства одежды определяются тепловым со-
противлением материалов пакета, а также наличием в нем воз-
1ушных прослоек. Значение каждого из этих элементов в тепло-
изоляции организма при различных условиях эксплуатации
одежды неодинаково. В случае пребывания человека в состоя-
нии физического покоя большая часть суммарного теплового со-
противления одежды приходится на тепловое сопротивление воз-
1ушных прослоек. При движении, воздействии ветра, увеличении
массы одежды возрастает доля материалов в суммарном тепло-
ном сопротивлении, а доля воздушных прослоек существенно
\ меньшается.
Наибольшее значение в теплоизоляции человека принадле-
кит тепловому сопротивлению пакета материалов, конструкции
io- одежды отводится дополнительная роль, хотя немаловажная
(<м ниже).
Перемещение тепла в одежде, как и в любой среде, происхо-
||| г только при разности температур, в частности при разности
69
между температурой поверхности тела под одеждой и темпера-
турой наружного воздуха. Перенос тепла от тела человека к:
наружному воздуху через разделяющий их пакет материалов
одежды представляет собой сложный процесс, который в общем
виде рассматривается ниже. Простые способы теплообмена
(кондукция, конвекция, радиация) в обособленном виде прак-
тически почти не встречаются. Как правило, передача тепла
осуществляется одновременно посредством всех трех способов
теплообмена или каких-либо двух из них. Так, через одежду*
тепло передается главным образом кондукцией. Теплопередача
конвекцией и радиацией происходит в воздушных прослойках^;
а также у поверхности одежды, в прилегающем к ней слое возн
духа.
Процесс прохождения тепла от поверхности кожи человека'
через пакет материалов одежды в окружающую среду может-
быть представлен двумя основными законами распространения
тепла: законом Фурье о передаче тепла в твердом теле и обоб-^
щенным законом Ньютона о потере тепла наружной поверх-4
ностью твердого тела в окружающую среду. Закон Фурье при-ч
меиим к тепловому потоку внутри одежды, а закон Ньютона —|
к явлениям, происходящим на границе между поверхностью!
одежды и внешней средой. Согласно закону Фурье тепловой по-1
ток q может быть определен по уравнению 1
— /и~/д ° - , I
6 8 I
где q — тепловой поток — количество тепла, протекающего в единицу вре4
мени от одной изотермической поверхности * с температурой к другом
изотермической поверхности с температурой /, Л — коэффициент теплопро!
водности; 6—.расстояние между изотермическими поверхностями, tK — тем!
пература кожи человека (под одеждой); /п 0—.температура наружной пси
верхности одежды Я
Коэффициент теплопроводности материалов одежды — одни
из основных теплофизических величин, характеризующих тем
лозащитные свойства. Проведенные исследования показали, ч«
для воздушно-сухих материалов одежды он практически ие заи
висит от их структуры, волокнистого состава и вида отделКяН
При тепловых расчетах одежды этот коэффициент можно счИ
тать постоянной величиной, равной 0,049 Вт/(м-°С) [4.3].
Для оценки теплозащитных свойств материалов и пакетов fl
них наиболее важной величиной является не коэффициент теН
лопроводности %, а обратная ему величина—тепловое congfl
тивление /?т, м2-°С/Вт. Для простого слоя jfl
7?т=д/%, Я
где 8—.толщина слоя, м, К — коэффициент теплопроводности, Вт/(м-°С).|^И
* Изотермическом называется поверхность, во всех точках которой
пература одинаковая
Величина /?т отражает передачу тепла внутри материала.
Теплозащитная способность в этом случае находится в прямой
зависимости от величины теплового сопротивления. Чем оно
больше, тем выше теплоизоляционные свойства материала. Вме-
сте с тем тепловое сопротивление подобно электрическому об-
ладает свойством аддитивности, которого нет у тепловых коэф-
фициентов. Это очень важно для определения теплового сопро-
тивления пакета материалов. Тепловое сопротивление (экви-
валентное) сложного слоя равно сумме сопротивлений состав-
ляющих его простых слоев:
•
В ходе исследования установлено, что зависимость тепло-
вого сопротивления материалов от их толщины имеет в отно-
сительно спокойном воздухе линейный характер и в значитель-
но меньшей степени определяется их структурными параметра-
ми и видом волокнистого состава. Общее уравнение, отражаю-
щее эту зависимость, имеет вид
—------1-0,001.
0,0495
Обобщенный закон Ньютона гласит: количество тепла, от-
'аваемое в единицу времени элементом наружной поверхности
в окружающую среду, пропорционально разности температур
поверхности (ta) и среды (/с). Он выражается уравнением
/--—О (^п ~^с) ,
не а — коэффициент теплоотдачи.
Коэффициент теплоотдачи — сложная величина, зависящая
>г физических свойств, характера и интенсивности движения ок-
ружающего воздуха, лучеиспускательной способности наружной
поверхности одежды, температуры и лучеиспускательной спо-
обности окружающих твердых тел и их расположения относи-
юльно рассматриваемого участка поверхности.
В простейшем случае коэффициент а можно представить в
виде суммы двух слагаемых:
11 - Як к.~|~Ял,
к «к к — величина теплоотдачи, приходящаяся на долю конвекции и кон-
кпии, ал—величина теплоотдачи, приходящаяся иа долю лучеиспускания.
Таким образом, процесс передачи тепла от поверхности тела
о ювека в окружающую среду состоит из двух частей: переда-
ли юпла от внутренней поверхности одежды к наружной при
н> репаде температур от tK до(пои от наружной поверхности
, к жды (при температуре ta0) в окружающую среду (в част-
k ч < I и, воздушную).
I Величину, обратную коэффициенту теплоотдачи, можно рас-
«миривать как сопротивление теплопереходу от наружной по-
нрмюсти одежды во внешнюю среду (/?п). В этом случае со-
вокупное изолирующее действие одежды, характеризующее веса
процесс теплопрохождения от поверхности во внешнюю среду|
может быть выражено суммарной величиной 7?Сум. ;
R сум п-ф^п,
где Rs п — тепловое сопротивление воздушных прослоек между отдельными
слоями материалов, а также между кожей человека и примыкающим к неЭД
слоем материала \
Следовательно, задача технического расчета суммарного
теплового сопротивления тканей и пакетов материалов одежд»
в первом приближении может быть сформулирована таким об-
разом: при известных физических факторах среды одежда дол-
жна быть подобрана так, чтобы ее суммарное тепловое сопро-
тивление обеспечило заданную, соответствующую гигиеническим:
требованиям величину q согласно уравнению [4 3]
q (^к ^с)//?суи- *1
Исходя из этого уравнения количество теряемого организмом,
тепла зависит от перепада температур между телом человека
(/к) и внешней средой (tc) и суммарного сопротивления одежды
(Лсум). При постоянном /?сум теплопотери возрастают пропорцио-
нально увеличению перепада температур. При постоянном пе-
репаде температур и увеличении /?сум теплопотери через пакет"
материалов снижаются по гиперболическому закону.
Однако задача аналитического расчета термического сопро-
тивления одежды в соответствии с конкретными условиями ее:
эксплуатации представляет большую сложность даже с позиций
расчета 7?Сум пакета материалов без учета влияния конструкции.,
одежды в целом. j
Величина RB„, составляющая большую долю в 7?Сум в случае-^
пребывания человека в состоянии относительного покоя, суще- 5
ственно изменяется в процессе движений человека и воздейст- 1
вия ветрового фактора. Она зависит также от массы одежды, 1
ее вида, используемых конструктивных элементов, определяю-1
щих вентиляцию пододежного пространства, и т. д. 1
В настоящее время практически отсутствует сколько-нибудь!
адекватный метод определения RB п в соответствии с конкретны-»
ми условиями эксплуатации одежды. Величина Rr определяет™
ей, как известно, в большей степени содержащимся в материале™
инертным воздухом, однако в процессе эксплуатации одеждыЯ
материалы могут увлажняться, а следовательно, и изменятнИ
свои теплозащитные показатели. Прогнозирование RT в процесЯ
се увлажнения, изменяющего не только его величину, но и усЯ
ловия теплоотдачи, также представляет весьма сложную задачуЯ
по причине многих неизвестных. Я
Не менее сложной задачей является определение #л[1/о=Л
= 1/(ак к+ал)], зависящего от многих факторов, в том числе изЯ
меняющихся в процессе эксплуатации материала одежды Л
Учитывая все сказанное, был разработан метод, включающий
« себя прибор для экспериментального определения теплового
сопротивления пакета материалов. Однако, как показали ре-
зультаты сравнительных исследований пакета материалов одеж-
ды на приборе и одежды (изготовленной из этого же пакета ма-
териалов) непосредственно на человеке, имеются существенные,
а самое главное, практически не поддающиеся коррекции раз-
личия. Поэтому исследованию готовой одежды (с участием че-
ловека, а в отдельных случаях и с использованием теплофизи-
ческой модели — манекена) продолжают уделять особое внима-
ние как с целью получения закономерностей эмпирического ха-
рактера для проектирования и изготовления одежды, так и с
целью оценки ее соответствия заданным условиям эксплуатации.
Ниже рассмотрены результаты исследований взаимосвязей 7?Сум
готовой одежды с конструктивными ее особенностями, парамет-
рами материалов и внешней среды, а также разработанные на
основе этих результатов методы создания одежды в соответст-
вии с конкретными условиями ее эксплуатации и оценки.
, 4.3. ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКЦИИ ОДЕЖДЫ И ПАРАМЕТРОВ
МАТЕРИАЛОВ НА ТЕПЛОЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА
Слияние вида одежды на показатели теплозащитных свойств.
В связи с тем что теплоизоляционные свойства одежды во мно-
гом определяются подвижностью заключенного в ней воздуха,
следует предположить, что тепловое состояние человека при про-
чих равных условиях будет зависеть от вида одежды, обуслов-
ливающей различное попадание наружного воздуха в пододеж-
ное пространство.
В табл. 4.1 приведены некоторые физиолого-гигиенические
Показатели, позволяющие оценить теплоизоляционные свойства
одежды различного вида в условиях относительно спокойного
воздуха
Данные таблицы показывают, что наибольшими теплоизоля-
ционными свойствами обладает комбинезон По отношению к
тепловому сопротивлению комбинезона тепловое сопротивление
куртки и брюк составляет 94,5%, пальто — 91,5%. Большее, чем
у пальто, тепловое сопротивление комбинезона и куртки с брю-
Таблица 41
Физиолого-гигиенические показатели теплоизоляционных свойств одежды
Вид одежды Средневзве шейный теп левой поток, Вт/м2 Средневзве- шенная тем- пература ко- жи, °C Температура воздуха под одеждой, ®С Тепловое со- противление, м2 °С/Вт
Комбинезон И 34,0 ж? 0,63
Куртка и брюки Ж да 0,60
Пальто 76 33,4 18,6 0,57
О
Таблица 4.2'
Показатели теплоизоляционных свойств одежды различного вида*
в области нижинх конечностей (бедро, голень, стопа)
Вид одежды Тепловой поток, Вт/м2 Температура кожи, °C Тепловое сопротив ление, м2 °С/Вт
Комбинезон 65,9 33,2 0,72
Куртка и брюки 71,0 Ш 0,59
Пальто 80,0 ад 0,53
‘ В комплекте с другими предметами одежды (хлопчатобумажное белье, полушер-
стяные брюки, хлопчатобумажные носки, утепленные ботинки)
Ками в условиях относительно спокойного воздуха обусловлено
большим утеплением нижних конечностей (табл. 4.2). Каких-
либо существенных различий в теплоизоляции туловища не на-
блюдается.
При движении человека теплоизоляционные свойства его-
одежды снижаются. Во время ходьбы (3—3,5 км/ч) теплопотери
человека, одетого в комбинезон или куртку с брюками, увели-
чиваются на 6—8%, одетого в пальто — на 24%. При этом теп-
ловое сопротивление одежды в первых двух случаях уменьша-
ется на 5,5—7,5%, а во втором — на 20%. Наибольшие различия
наблюдаются в области нижних конечностей. Тепловой поток
в области нижних конечностей во время ходьбы увеличивается»
у одетых в комбинезон или куртку с брюками на 16,4%, в паль-
то— на 36,9%. Тепловое сопротивление одежды в этой области:
снижается соответственно на 13,6 и 28,4%. Если теплоизоляци-
онные свойства одежды в комплекте с комбинезоном принять
за 100%, то тепловое сопротивление одежды, включающей в се-
бя куртку и брюки, составит 91%, пальто — 77%.
Снижение теплоизоляционных свойств одежды во время дви-
жений может играть и положительную роль (например, при
поддержании теплового баланса человека в процессе выполне-
ния им физической работы). Так, во время ходьбы (со скоростью-
около 3 км/ч) энерготраты человека, одетого в палы о, увеличи-
ваются примерно на 36%, а теплопотери радиацией и конвек-
цией— на 24%, т. е. большая часть дополнительно образующе-
гося в организме тепла фактически отдается во внешнюю среду
за счет усиления вентиляции пододежного пространства. Прьг
той же физической активности в организме человека, одетого &
комбинезон, происходит накопление тепла, так как энерготраты
в данном случае увеличиваются намного больше (на 36%), чем
теплопотери (на 6%). Поэтому в комбинезоне, куртке и брюках
должны быть предусмотрены специальные устройства, способ-
ствующие вентиляции пододежного пространства и сниженин>
теплоизоляционных свойств одежды при усилении физической?
деятельности.
74
Теплоизоляционные свойства одежды при различном приле-
гании ее к поверхности тела человека. Теплоизоляционные свой-
ства одежды во многом определяются толщиной ее пакета, ко-
торая включает в себя толщину материалов и толщину воздуш-
ных прослоек. Исходя из этого следовало ожидать, что путем
увеличения толщины воздушных прослоек в одежде можно по-
высить ее тепловое сопротивление. Однако результаты исследо-
ваний ряда авторов показывают, что эффективно это лишь в оп-
ределенных пределах толщины воздушных прослоек (^5 мм).
При ветре роль воздушных прослоек в повышении теплово-
го сопротивления уменьшается. В этих условиях определенное
значение имеет воздухопроницаемость пакета материалов одеж-
ды. Например, при воздухопроницаемости, равной 60 дм3/(м2-с),
тепловое сопротивление пакета материалов, плотно прилегаю-
щего к поверхности прибора, оказывается больше, чем при на-
личии воздушной прослойки. Следует тактке ожидать, что эф-
фективность воздушных прослоек в повыЩении теплового со-
противления одежды зависит от ее вида.
Исследования [4.4] показали, что тепловое сопротивление
расклешенного пальто ниже, чем плотно прилегающего. Это
можно объяснить большей конвекцией воздуха под расклешен-
ным пальто. Однако можно предположить, что в «замкнутой»
одежде подвижность воздуха в пододежноМ пространстве мень-
ше, в результате чего и воздушная прослойка, обусловленная
степенью прилегания одежды к поверхности тела человека, иг-
рает положительную роль.
Авторами [4.5] исследованы два комбинезона, пакет материа-
лов которых состоял из ткани верха (капроновая), утеплителя
(один слой полушерстяного вязально-прошйвного ватина), под-
кладки (сатин). Толщина пакета материалов комбинезона со-
ставляла 5,3 мм (при давлении 196 Па)> воздухопроницае-
мость— 58 дм3/(м2-с).
Комбинезоны отличались один от другого степенью прилега-
-ния к телу и были сконструированы с учетом особенностей кон-
кретной фигуры (табл. 4.3). Припуск на свободу облегания во
втором комбинезоне был стандартным, принятым для данного
вида изделия с целью обеспечения свободы движений человека,
Таблица 4.3
Припуски на свободу облегания, см
Вид изделия Область нзме]Рения
Грудь Талия Таз БеДРо Голень Плечо
Комбинезон 1 10 14 9 16,,3 2,4 6,8 Комбинезон 2 32 20 27 30,,3 1 15,4 12,2 Разность 22 6 18 14,,0 13,0 6,4
75-
я
Полученные данные свидетелй^уют о том, что при плотном!
прилегании комбг1Незона к телУ ч'овека теплопотери его в ус-1
ловиях относителРно неподвижнеРГ)ВОЗдуха ВЬ1Ше, а температу-1
ра кожи ниже, ч^м ПРИ свободн<о5эблегании. разЛичия между"!
средневзвешенный11 величинами! еплового потока составляют з
14%, между средг1евзвешенными ^азателями температуры ко- |
жи — 0,4 °C. Указанные различив i радиационно-конвективных (
теплопотерях и т^мпеРатУРе кол^и (бусловлены различиями в-
показателях теплс)3ащитнь1Х свойС{этих комбинезонов, состав- ;
ляющих 14%. Та^им образом, одШда «закрытого» типа, более-
плотно прилегаю^351 к поверхнсРСп тела человека, при одной *
и той же толщин^' пакета ее мате)|алов имеет худшие показа-
тели теплоизоляи.йи- Причиной э"Г% следует считать меньшую*
фактическую толИхинУ одежды в рУультате вытеснения воздуш-
ных прослоек.
Подобное явление наблюдается и ПрИ надевании под верх-
нюю одежду большого количеств а 1рСдметов, которые, с одной
стороны, мобилизУют воздух, а с Д)угой,—уменьшают толщину
воздушной прослоики.
Результаты исследований свиДег,ЛЬСТВу1ОТ о том, что и при
ветре тепловое сопРотивление ко1М51Незона> свободно облегаю-
щего фигуру, выпе> чем прилегающего. В то же время пакеты
материалов той жа воздухопрониц злости прИ неплотном приле-
гании их к поверхности (воздушная прослойка между прибором
и нижним слоем ракета материалов д = 5 мм) имеют меньшее
тепловое сопротивление. По-види^о^у, это обусловлено тем, что
при эксплуатации одежды воздействию ветра подвергается толь-
ко часть поверх1°сти тела челов^а. При этом в результате
особенностей кон4игУРаЦии тела Деление, создаваемое движу-
щимся воздухом, 1*а его участках н6оДИНаковО1 вследствие чего
неодинаковы и фактическая воздухопроницаемость, и снижение
теплового сопротивления одежды на участках тела.
Так, при направлении ветра в сгщиу тепловое сопротивление
плотно’ прилегающего комбинезона снижается в области лопа-
ток на 50% (при серости ветра 3 м/с), а в области поясницы —
на 8% при практически одинакова исходных величинах. Если
же на человеке налет свободно облагающий комбинезон, тепло-
вое сопротивление в области спины уменьшается примерно наг
такую же величину (48%), а в обл^сти поясницы, где одежда
прилегает меньше,-на 14%. Это Означает, что охлаждение
участков тела, не1РсРеДСтвенно подвергающихся воздействию
ветра, зависит от (Тепени прилегаНИ^ одежды к поверхности те-
ла. Участки тела, к которым одеЖД а прилегает неплотно, ох-
лаждаются больше
Анализ изменегйи температуры кджи и теплового потока на
других участках ц>верхности тела П(ЭКазал, что ПрИ эксплуата-
ции свободно обл(гаЮшего комбине;зона теплопотери на боль-
шинстве участков 10верхности тела человека ниже, а темпер ату-
76
%
рА кожи выше. Исключение, как было отмечено ранее, состав-
ляет область поясницы. Это дает основание говорить о необхо-
димости плотного прилегания одежды в этой области с целью
предотвращения ее охлаждения при воздействии ветра.
Таким образом, преимущество имеет одежда «замкнутого»
типа (комбинезон, или куртка и брюки, или полукомбинезон),
свободно облегающая тело человека. В этом случае при проек-
тировании верхней одежды необходимо учитывать толщину пред-
метов одежды, надеваемых под нее, чтобы сохранить опреде-
ленную свободу облегания тела изделием. При проектировании
одежды «открытого» типа (пальто, куртки) необходимо обеспе-
чивать плотное прилегание ее к поверхности тела
С целью определения наиболее оптимальных припусков на
свободное облегание в области груди (/7.) ив области талии
(Пт) для сохранения теплового баланса были проведены иссле-
дования в микроклиматической камере. Физиолого-гигиеничес-
кой оценке были подвергнуты комплекты зимней спецодежды с
различными припусками на свободное облегание (табл. 4.4).
Принимая во внимание, что тепловое сопротивление воздуш-
ных прослоек в одежде определяется степенью их инертности
[4.3], а последняя при прочих равных условиях зависит от ско-
рости ветра, воздухопроницаемости пакета материалов, интен-
сивности физической работы, для исследований были выбраны
соответствующие условия. Полученные результаты показали, что
в относительно спокойном наружном воздухе увеличение при-
пуска на свободное облегание с 15 до 19 см сопровождается
Таблица 4.4
Распределение припусков иа свободное облегание в комплектах
зимней спецодежды
Конструктивный участок Припуск Ят см _ г т Распре деление Припус Ят, см Распределе иие припус- ка, %
15* 17 припуска 19 % 2 5 | 8
Куртка
Спинка 5,9 6,6 7,3 39,0 .— —L. —
Пройма 3,5 4,0 4,5 23,5 — — — —
Полочка 5,6 6,4 7,2 37,5 — — — —
Передняя поло- я*. Брюки 1,0 2,5 4,0 50
винка Задняя половинка *— — — 1,0 2,5 4,0 50
* Минимальный припуск, учитывающий увеличение объема грудной клетки при
дыхании (в покое, в положении стоя) и толщину пакета материалов пододеваемой
одежды
77
некоторым увеличением /?сум комплекта спецодежды как для
случа^ пребывания человека в состоянии физического покоя дна
10%), так и при выполнении физической работы (на 7%*).
Данное увеличение /?сум эквивалентно увеличению толщины па-
кета материалов соответственно на 4 и 1,6 мм.
При выполнении физической работы, обусловливающей вен-
тиляцию пододежного пространства, /?сум одежды с припуском
19 см снижается несколько больше (на 16%), чем с припуска-
ми 15 и 17 см (на 12—14%). При ветре, наоборот, /?сум комп-
лекта одежды обратно пропорционально величине припуска, при-
чем чем больше скорость ветра и воздухопроницаемость пакета
материалов, тем в большей мере выражена эта зависимость [4.5].
Данная закономерность определяет и требования к припус-
кам на свободное облегание одежды согласно условиям, в ко-
торых предполагается ее эксплуатация:
в одежде (вида куртка и брюки, комбинезон), предназначае-
мой для защиты от пониженных температур в закрытых поме-
щениях (например, при работе в холодильных камерах) или
в климатических регионах, где преобладает относительно не-
большая скорость ветра (-С2 м/с), целесообразно предусмат-
ривать наибольший припуск на свободное облегание (Пг =
= 19 см) с учетом указанной выше эквивалентной поправки на
толщину пакета материалов;
при проектировании одежды того же вида для эксплуатации
в районах с преобладанием высоких скоростей ветра (>2 м/с)
более благоприятными в отношении повышения теплозащитных
функций являются меньшие припуски на свободное облегание
(77г=15—16 см), особенно если в качестве верха спецодежДы
применяются материалы с воздухопроницаемостью более
15 дм3/(м2-с)** (при Др = 196 Па).
Конструктивные элементы и их роль в регулировании тепло-
защитных свойств одежды. Регулирование теплозащитных
свойств особенно важно применительно к одежде специального
назначения, когда в течение рабочей смены изменяются интен-
сивность физической работы (чередующейся с периодами отды-
ха) человека и метеорологические условия (температура возду-
ха, скорость ветра, интенсивность солнечного излучения). Оно
может быть осуществлено благодаря применению многослойных
утеплителей (пристегивающихся к основному материалу, утеп-
ляющей прокладки, утепленного белья и т. д.) и различных вен-
тиляционных устройств. Регулирование 7?сум одежды осуществля-
ется в этом случае за счет изменения толщины утеплителя пу-
тем комбинирования его слоев или путем нарушения инертно-
сти воздушных прослоек.
* Пониженный эффект обусловлен усилением конвекции под одеждой.
** При условии, если не используются специальные ветрозащитные про-
кладки.
78
«
\ Защита от ветра (помимо использования материалов соот-
ветствующей воздухопроницаемости, см. ниже) может быть
обеспечена специальными клапанами по линии застежки* курт-
ки и, брюк, капюшоном, напульсниками, конструктивными эле-
ментами, защищающими лицо [4.5].
ОДно из требований к вентиляционным устройствам в одеж-
де зимнего назначения — предупреждение попадания наружно-
го холодного воздуха в пододежное пространство (между по-
верхностью тела и первым слоем одежды). Несоблюдение этого
требования, особенно на фоне общего перегревания при физи-
ческой работе и повышенного потоотделения, может быть причи-
ной возникновения заболеваний простудного характера.
Наиболее целесообразным является комплект зимней одеж-
ды, утеплитель в которой выполнен разъемным: пристегиваю-
щимся к материалу верха или в виде утепленного белья [4.5].
В этом случае вентиляционные устройства целесообразно рас-
полагать в верхнем костюме таким образом, чтобы холодный
наружный воздух проходил между двумя слоями утеплителя и
не вызывал чрезмерного охлаждения поверхности тела.
Результаты физиолого-гигиенических исследований комплек-
та зимней спецодежды с вентиляционными устройствами показа-
ли [4.5], что они оказывают существенное влияние на показатели
микроклимата под одеждой и теплоотдачу организма.
Вентиляционные отверстия, особенно при ветре, снижая сум-
марное тепловое сопротивление комплекта спецодежды, расши-
ряют температурный диапазон, в котором может сохраняться
тепловое состояние человека на уровне оптимального или допус-
тимого. Например, открывание застежек-молний, располагаю-
щихся в средней части рукава (на внутренней поверхности),
нижней части куртки (спереди и сзади), при скорости ветра
5 м/с приводит к увеличению средневзвешенного теплового по-
тока на 11% (в области туловища на 22%). Суммарное тепло-
вое сопротивление комплекта одежды в целом уменьшается на
12%, что эквивалентно расширению комфортного диапазона
температуры наружного воздуха (при уровне энерготрат чело-
века 290 Вт) на 5,5 °C. Это означает, что если комплект спец-
одежды с закрытыми вентиляционными отверстиями обеспечи-
вает тепловой комфорт при tB = —15 °C, то с открытыми — при
tB ——9,5 °C. Выполнение работ при этой температуре воздуха
с закрытыми вентиляционными отверстиями приводит к пере-
греванию организма, которое может вызвать снижение работо-
способности и повлечь за собой простудные заболевания.
Применение вентиляционных устройств в зимней одежде эф-
фективно лишь в том случае, если их локализация учитывает
характер физической деятельности человека. Так, в брюках для
уменьшения теплоизоляции нижней половины тела вентиляци-
онные отверстия (если работа связана с интенсивной ходьбой)
целесообразно располагать в области боковых швов (бедра).
। пшн (лверстия В боковых швах куртки эффектив-
>< .и nt при выполнении человеком маховых движений. /
К.ж \же упоминалось (см. п. 4.2), теплоизоляционные свой-
c. <ва одежды в основном (особенно при относительно спокойном
воздухе) определяются толщиной пакета материалов [4.31. Од-
нако согласно изложенному выше на их показатели оказывают
влияние и особенности конструктивных решений, в связи с чем
ниже рассматривается зависимость суммарного теплового со-
противления готовой одежды от толщины пакета ее материалов.
Влияние толщины пакета материалов на суммарное тепло-
вое сопротивление одежды. Как говорилось выше, теплоизоля-
ционные свойства материалов обусловлены главным образом
присутствием заключенного в них инертного воздуха и мало за-
висят от вида волокон. Между тепловым сопротивлением ма-
териалов или пакетов материалов и их толщиной существует
прямолинейная связь, которая несколько нарушается для па-
кетов материалов большой толщины (^=16 мм). Эти данные поз-
воляют практически, исходя из толщины пакета материалов, по-
дойти к проектированию одежды с необходимой величиной теп-
лового сопротивления.
Данные, полученные при исследовании зависимости теплово-
го сопротивления готового изделия (комбинезона, куртки и
брюк) от толщины пакета его материалов, показали, что эта за-
висимость имеет криволинейный характер (рис. 4.1) и может
быть представлена следующим уравнением:
/?Сум=0,126+0,0446—0,00067862,
где йсу» —средневзвешенное тепловое сопротивление одежды в целом (вклю-
чая защиту головы, стоп, кистей), м2-°С/Вт; 6 — средневзвешенная толщина
пакета материалов одежды (включая защиту головы, стоп, кистей), мм
Определенное значение в этом случае имеет вид изделия.
Например, эффективность утепления (т. е. степень увеличения
теплового сопротивления одежды на единицу толщины пакета
материалов) за счет увеличения толщины пакета материалов в
изделиях вида комбинезон, куртка и брюки выше, чем в изделии
вида пальто.
Наибольшие изменения теплового сопротивления одежды
(вида комбинезон, куртка и брюки) наблюдаются при увеличе-
нии толщины пакета материалов от 0 до 11 мм. На этом участ-
ке графика (см. рис. 4.1) зависимость близка к линейной. Уве-
личение толщины пакета материалов одежды более 23 мм при-
водит лишь к незначительному увеличению теплового сопротив-
ления одежды в целом. По мере увеличения толщины пакета
материалов уменьшается доля теплового сопротивления воздуш-
ных прослоек (табл. 4.5), что является отрицательным фактором,
так как повышается материалоемкость одежды.
Уменьшение доли воздушных прослоек служит одной из при-
чин нелинейной зависимости теплового сопротивления одежды
Рис 41. Зависимость суммарного теплового сопротивления различных участ-
ков одежды от толщины пакета ее материалов-
J— в области туловища; 2 —в области плеча; 3 — в области бедра, 4 — средневзвешен-
ная величина; 5 —в области голени, б- —в области стопы, 7 —в области кисти, 8— в
области головы
от толщины пакета ее материалов. Поэтому при разработке
одежды для защиты от холода важно сохранить стабильное со-
отношение между тепловыми сопротивлениями воздушных про-
слоек и непосредственно материалов.
Для пальто практически предельной является толщина паке-
та материалов, равная 13,5 мм. Зависимость теплоизоляпион-
Таблица 4.5
Удельный вес теплового сопротивления материалов и воздушных прослоек
комбинезонов различной толщины, % __________________________________
Область тела Толщина пакета материалов комбинезона, мм
6 11 23 36
М В м в М В м в
Голова 95 5 — — — — — — Туловище 21 79 25 75 35 65 45 55 Плечо 20 80 28 72 37 63 63 37 Кисть 44 56 47 53 77 23 — — Бедро 24 76 28 72 43 67 59 41 Голень 42 58 37 63 60 40 75 25 Стопа 40 60 43 57 65 35 — — Средневзвешенное значе- 28 72 32 68 48 52 64 36 ние Примечание. М — удельный вес теплового сопротивления материалов, В — воздушных прослоек
6—146
81
ных свойств одежды, в комплект которой входит пальто, от тол-
щины пакета материалов в определенном диапазоне может бы^ы
выражена уравнениями
/?сум=0,0828+0,06386—0,0024062;
/?сумтул=0,79+0,016 при 12+6^20 мм,
где /?Сум гул — суммарное тепловое сопротивление одежды в области туло-
вища, м2-°С'Вт.
Эффективность утепления различных областей тела челове-
ка неодинакова. Наибольшая она в области туловища, наимень-
шая в области головы, кистей, стоп. Одной из причин неодина-
ковой эффективности утепления служит различный радиус кри-
визны этих областей.
В одежде, в комплект которой входит пальто, наименьшая-
эффективность утепления наблюдается в области бедер, для ко-
торой характерна усиленная вентиляция пододежного простран-
ства. Поэтому утепление бедер путем увеличения толщины паль-
то на этом участке нецелесообразно.
Неодинаковая эффективность утепления различных областей
тела человека была положена в основу распределения тепло-
изоляционных материалов в одежде. При этом исходили из то-
го, что если эффективность утепления различных областей тела
человека неодинакова, то целесообразно в большей степени уве-
личивать толщину пакета материалов на тех участках одежды,
где благодаря этому можно достичь и большего увеличения
теплового сопротивления (например, в областях туловища, пле-
ча), так как увеличение толщины пакета материалов на других
участках одежды после достижения определенного предела не
приводит к повышению теплоизоляционных свойств одежды.
Показателем эффективности утепления каждого участка те-
ла человека служит отношение суммарного теплового сопротив-
ления одежды, определенного на этом участке, к средневзвешен-
ной величине теплового сопротивления одежды в целом. Чем-
выше средневзвешенная толщина одежды, тем более неравно-
мерна теплоизоляция различных областей тела человека Пока-
затели эффективности утепления применительно к изделиям ви-
да комбинезон, куртка и брюки приведены в табл. 4.6.
Зная, какую средневзвешенную толщину пакета материалов
должна иметь одежда, чтобы обеспечивать необходимый тепло-
изоляционный эффект, можно рассчитать рациональную толщи-
ну пакета материалов на каждом ее участке. Данный подход к
вопросу хтепления различных областей тела человека позволя-
ет повысить тепловое сопротивление одежды в целом, не увели-
чивая общего расхода материалов.
Одновременно такая одежда создает благоприятные усло-
вия для теплоотдачи с различных областей тела и обеспечива-
ет нормальную топографию температуры кожи.
82
\ Таблица 4,6
Эффективность утепления областей тела человека при различной
средневзвешенной толщине пакета материалов одежды
Область тела Толщина пакета материалов одежды, мм
6—12 13—24 25-36
Голова 0,50 0,49 0,39
Туловище 1,26 1,31 1,45
Плечо и предплечье 1,13 1,24 1,23
Кисть 0,74 0,66 0,55
Бедро 1,13 1,08 1,07
Г олень 0,90 0,81 0,86
Стопа 0,83 0,77 0,59
Зависимость показателей теплозащитных свойств одежды от
скорости ветра и воздухопроницаемости пакета материалов. Так
как теплоизоляционные свойства одежды обусловлены в основ-
ном заключенным в ней инертным слоем воздуха, ветер, прони-
кая внутрь одежды и усиливая конвекцию в материалах и под-
одежном пространстве, снижает ее защитный эффект. Данные,
имеющиеся в литературе, свидетельствуют о том, что в условиях
ветрового воздействия теплоизоляционные свойства пакета ма-
териалов и одежды в целом зависят в большей степени от их
воздухопроницаемости [1.6; 2.1; 4.3].
Несмотря на то что вопросу влияния ветра и воздухопро-
ницаемости материалов на теплоизоляционные свойства одежды
посвящено много исследований, все же эти данные, полученные
в основном на теплофизических приборах, не отражают всего
многообразия факторов, относящихся к готовой одежде при экс-
плуатации ее человеком.
Показатели теплозащитных свойств одежды «закрытого» ти-
па (куртка и брюки, комбинезон). В условиях ветра различия
в суммарном тепловом сопротивлении участков одежды, обус-
ловленные различной толщиной пакета материалов, сглажива-
ются, если эти участки подвергаются непосредственному воздей-
ствию движущегося воздуха. Так, при относительно спокойном
воздухе увеличение толщины пакета материалов в области пле-
ча с 23 до 36 мм приводит к повышению суммарного теплового
сопротивления на 15%, а при скорости ветра 4 и 10 м/с (при
условии обдувания плеча) различия в теплоизоляции этого уча-
стка при воздухопроницаемости пакета материала, приблизи-
тельно равной 40 дм3/(м2-с), практически сглаживаются. Про-
исходит это, по-видимому, потому, что с увеличением толщийы
теплоизоляционного слоя в нем происходит усиление конвекции.
Этот факт, наблюдаемый при относительно спокойном воздухе
и являющийся одной из причин нелинейной зависимости тепло-
•6* 83
О 1 Z 3 Ь 5 6 7 в 3 1011 12
Скорость Истра v м/с
Рис 4 2 Зависимость снижения сум-
марного теплового сопротивления:
одежды (комбинезон, куртка и брю-
ки) различной воздухопроницаемости
от скорости ветра
/ — 50 дм3/(м2 с) 2 — 40 дм3/(ч2 с) 3 —
24 дм3/(м2 с) 4 — 7 дм3/(м2 с)
Левого сопротивлений одежды
вого сопротивления одежды от
ее толщины, приобретает в ус-
ловиях ветра еще большую
значимость Однако зависи-
мость средневзвешенного теп-
от толщины пакета ее ма-
териалов сохраняется и в условиях ветра, так как воз-
действию ветра подвергается лишь часть поверхности тела че-
ловека Например, при увеличении толщины пакета материалов-
с 23 до 36 мм тепловое сопротивление одежды вне зависимости
от скорости ветра увеличивается на 10% Зависимость средне-
взвешенных величин теплового потока, температуры кожи, де-
фицита тепла в организме и теплового сопротивления одежды
от скорости ветра носит линейный характер (рис 4 2)
Степень уменьшения суммарного теплового сопротивления
одежды зависит как от скорости ветра, так и от воздухопрони-
цаемости пакета материалов При этом предполагается, что оп-
ределенная воздухопроницаемость пакета материалов обеспечи-
вается благодаря основной ткани либо специальной прокладке,
размещаемой под основной тканью
Так, при эксплуатации комбинезона, имеющего воздухопро-
ницаемость 7 дм3/(м2 с), средневзвешенный тепловой поток с
поверхности тела человека при увеличении скорости ветра на
1 м/с повышается на 1,85 Вт/м2, в то время как при воздухо-
проницаемости 24, 40, 58 дм$/(м2 с) он повышается соответст-
венно на 3,24, 3,6, 6,8 Вт/м2
Средневзвешенная температура кожи человека, одетого в
комбинезон, имеющий воздухопроницаемость пакета материа-
лов равную 7 дм3/(м2 с), снижается при скорости ветра 10 м/с
на 1,8°C, а при воздухопроницаемости, равной 24 дм’/(м2 с),—
на 3,8 °C Если тепловое сопротивление одежды, имеющей воз-
духопроницаемость 7 дм3/(м2-с), уменьшается при скорости вет-
ра 10 м/с на 20%, то при воздухопроницаемости 24, 40;
58 дм3/(м2 с) оно уменьшается соответственно на 40, 48, 64%..
При ходьбе теплоизоляционные свойства одежды дополнитель-
но снижаются приблизительно на 5—10% (соответственно при
скорости 3—5 км/ч)
Анализ локальных величин показывает, что зависимость сум-
марного теплового сопротивления одежды от скорости ветра на
обдуваемых участках (в частности, в области плеча, бедра)
является линейной лишь при небольшой воздухопроницаемости
одежды — 7 дм3/(м2 с) При большей воздухопроницаемости —
24—40 дм3/(м2 с)—зависимость эта носит криволинейный ха-
рактер Наибольшие изменения в тепловом сопротивлении об-
дуваемого участка одежды происходят при скорости ветра до»
4 м/с
Приведенные ниже показатели уменьшения средневзвешен-
ного теплового сопротивления одежды с увеличением скорости;
ветра на 1 м/с свидетельствуют о значимости воздухопроницае-
мости одежды при охлаждении человека в условиях воздейст-
вия ветра
Воздухопроницае
мость пакета мате
риалов одежды
дм Дм2 С)
7
А
fit
Снижение средневзвешенного теп
левого сопротивления одежды при
увеличении скорости ветра
иа 1 м/е
2»
$9
С увеличением скорости ветра значимость воздухопроницае-
мости пакета материалов одежды в сохранении ее теплоизоля-
ционных свойств возрастает Например, при скорости ветра
2 м/с снижение теплового сопротивления одежды на каждые
10 дм3/(м2 с) увеличения ее воздухопроницаемости составляет
1,25%, а при скорости ветра 4, 6, 8, 10 м/с —соответственно
3,25 4,5, 5,5, 5,7%
Приведенные данные позволяют выбирать воздухопроницае-
мость пакета материалов одежды в соответствии с теми ско-
ростями ветра, которые преобладают в предполагаемых районах
эксплуатации одежды Кроме того, они дают возможность прог-
нозировать теплоизоляционные свойства одежды в зависимости
от скорости ветра и воздухопроницаемости Ниже приведено
уравнение, позволяющее оценить степень снижения теплового
сопротивления одежды данного вида (комбинезон, куртка и брю-
ки) в зависимости от скорости ветра и воздухопроницаемости
пакета материалов.
С= (0,07В-)-2) и 4-5,
где С—.снижение средневзвешенного термического сопротивления одежды,
%, В — воздухопроницаемость пакета материалов одежды дм3/(м’ с), v —
скорость ветра м/с
Показатели теплозащитных свойств одежды «открытого» ти-
па (пальто). Результаты, полученные при исследовании тепло-
защитных показателей зимних пальто непосредственно на чело-
веке, свидетельствуют об увеличении интенсивности охлаждения
человека с увеличением скорости ветрового потока и воздухо-
проницаемости пакета материалов одежды
Зависимость средневзвешенного теплового потока от скорос-
ти ветра при воздухопроницаемости пакета материалов одежды
О—60 дм3/(м2 с) носит линейный характер
Следует отметить, что теплопотери человека, одетого в паль-
io, имеющее воздухопроницаемость 0 и 7 дм3/(м2-с), в диапа-
зоне скоростей до 10 м/с практически одинаковы.
Анализ полученных данных показал, что при скорости ветра
.до 2 м/с воздухопроницаемость пальто, равная 0—60 дм3/(м2-с),
мало отражается на теплоизоляционных свойствах одежды. На-
чиная со скорости ветра 4 м/с различия в тепловом сопротивле-
нии одежды, обусловленные воздухопроницаемостью пальто, вы-
ражаются более значительно (особенно при скорости ветра
4J—10 м/с).
При ходьбе тепловое сопротивление комплекта одежды,
^включающего пальто, дополнительно снижается в среднем на
18%
Результаты исследований позволили представить изменения
-суммарного теплового сопротивления одежды в зависимости от
скорости ветра, воздухопроницаемости пальто и движений чело-
века следующим уравнением-
7?сум В-0,82/?сум Шт (0,0001854-0-0093) у,
где в—суммарное тепловое сопротивление одежды в условиях ветра,
-мг-°С/Вт, Реум шт—'Суммарное тепловое сопротивление одежды прн относи-
тельно неподвижном воздухе, определенное на человеке, находящемся в со-
стоянии физического покоя, м2-°С/Вт, В—воздухопроницаемость пакета ма-
териалов пальто, дм3/(м2 с), v — скорость ветра, м/с
Приведенное уравнение позволяет ориентироваться в изме-
нении суммарного теплового сопротивления комплекта одежды,
включающего пальто, в зависимости от воздухопроницаемости
пакета материалов и скорости ветра. Кроме того, оно дает воз-
можность определять исходное тепловое сопротивление одежды
/?сУмшт с учетом конкретной воздухопроницаемости пакета ма-
териалов пальто и скорости ветра, при которой предполагается
•его эксплуатация Зная /?сучшт, можно установить средневзве-
шенную толщину пакета материалов.
4.4. МЕТОДИКА СОЗДАНИЯ ОДЕЖДЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ
ОТ ХОЛОДА В СООТВЕТСТВИИ С УСЛОВИЯМИ
ЕЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Для определения теплового сопротивления одежды исходя из
формулы
/?сум== (/к /в)/?,
необходимы сведения о температуре кожи человека tK, темпе-
ратуре воздуха /в и тепловом потоке q Для приближенного рас-
чета теплового потока требуются следующие сведения:
об энерготратах человека Q3T, Вт
о тепловой энергии, получаемой извне, QTB, Вт;
о допустимом дефиците тепла в организме Д, кДж;
о времени непрерывного пребывания человека в заданных ус-
ловиях т, ч;
о термическом коэффициенте полезного действия т>;
о потере тепла испарением влаги с поверхности тела челове-
ка и верхних дыхательных путей (2ИСП, Вт;
о затрате тепла на нагревание вдыхаемого воздуха фдыхи,-
Вт;
о размере поверхности тела человека S, м2.
Кроме того, для изготовления одежды с заданным тепловым?
сопротивлением необходимы сведения о скорости ветра и воз-
духопроницаемости пакета материалов. Все перечисленные вы-
ше показатели обусловливают величину теплового сопротивле-
ния одежды.
При создании специальной одежды следует учитывать сред-
нюю температуру воздуха рабочей части суток (наиболее веро-
ятную для зимних месяцев того или иного района). При изго-
товлении одежды бытового назначения можно исходить из сред-
несуточной температуры, поскольку в суточном изменении тем-
пературы ее среднее значение чаще всего приходится на утрен-
ние и вечерние часы, когда человек уходит на работу и возвра-
щается с нее
Знание скорости ветра необходимо как для корректирования
расчетной величины теплового сопротивления одежды, так ш
для выбора материалов требуемой воздухопроницаемости
Количество тепла, получаемого человеком извне за счет сол-
нечной радиации, при расчетах теплового сопротивления зимней-
одежды можно не учитывать, принимая во внимание возможное-
снижение температуры воздуха и непостоянный характер радиа-
ционного баланса.
Величину теплового сопротивления одежды определяет, каю
говорилось выше, длительность пребывания человека на холо-
де Вполне очевидно, что чем более длительное время человек"
должен подвергаться воздействию холода, тем большее тепло-
вое сопротивление должна иметь его одежда
При проектировании одежды для защиты от холода можно
исходить из того, что человек, эксплуатирующий ее, несколько
охлаждается (а не из теплового равновесия организма и окру-
жающей среды). Допущение охлаждения человека (до появле-
ния теплоощущений «прохладно») возможно по следующим при-
чинам:
пребывание человека в условиях воздействия охлаждающе-
го фактора ограничено во времени;
определенная степень охлаждения организма активизирует
жизнедеятельность, повышая обменно-энергетический уровень,
способствуя активности терморегулирующих механизмов и адап-
тации к условиям холода;
одежда, рассчитанная на некоторое охлаждение, дает воз-
можность человеку работать и при повышенной температуре ок-
87
v । пошей среды, а также выполнять физическую работу боль-
но и интенсивности без перегревания;
из существующих материалов практически нельзя создать
^одежду, которая бы в условиях низкой температуры окружаю-
щей среды обеспечила длительный комфорт при выполнении че-
ловеком легкой физической работы или пребывании его в сос-
тоянии физического покоя.
Рекомендуется рассчитывать тепловое сопротивление одеж-
ды исходя из того, что по истечении заданного времени пребы-
вания человека в условиях охлаждения он оценит свои тепло-
ощущения как «прохладно». На большее охлаждение при про-
ектировании одежды не следует ориентироваться по следующим
причинам
фактическая температура окружающей среды может оказать-
ся ниже той средней, которая принималась при расчетах терми-
ческого сопротивления одежды;
энерготраты человека не носят постоянного характера- пе-
риоды более интенсивной работы чередуются с периодами ме-
нее интенсивной,
большее охлаждение человека требует и большего времени
на обогревание, т е эффективность использования рабочего
времени уменьшается,
большее охлаждение организма может быть причиной воз-
никновения простудных заболеваний и снижения работоспособ-
ности человека
Методика расчета теплового сопротивления бытовой одежды.
’Чтобы обеспечить требуемое тепловое состояние организма
человека, тепловое сопротивление одежды бытового назначения
должно соответствовать конкретным условиям ее эксплуатации
Однако, учитывая массовый выпуск подобной одежды и прини-
мая во внимание различные факторы, осуществить это практи-
чески сложно
В связи с этим при проектировании зимней бытовой одежды
целесообразно исходить из климатического районирования тер-
ритории СССР, проведенного для целей гигиены одежды [4 6]*.
При этом следует ориентироваться на средние показатели ме-
теорологических условий различных климатических зон СССР
(см табл 4 9)
Непрерывное время пребывания на холоде принимается рав-
ным 1 ч, скорость передвижения человека — около 3,2 км/ч
(Q3r—209 Вт) При данном уровне энерготрат теплоощущениям
«прохладно» соответствуют следующие физиологические пока-
* Специальные одежда и обувь могут быть изготовлены согласно клима-
тическим поясам, указанным в Нормах бесплатной выдачи рабочим и служа
тцим спецодежды и спецобуви утвержденных Государственным комитетом
«СССР по вопросам труда и заработной платы и Президиумом ВЦСПС
Ж'
затели: средневзвешенная температура кожи 30±1,3°С, темпе-
ратура стоп 24±1,5°С, дефицит тепла в организме (208±
±84) 103 Дж.
В связи с возможным изменением условий эксплуатации
одежды, усиливающих охлаждение организма (например, с по-
нижением температуры воздуха, увеличением времени пребыва-
ния на холоде и т д), при расчете теплового сопротивления
одежды следует ориентироваться на средний уровень величин,,
указанных выше (30 °C — средневзвешенная температура кожи,,
208-103 Дж — дефицит тепла в организме).
Теплозащитные свойства бытовой одежды определяют в та-
кой последовательности
1 Рассчитывают тепловой поток со всей поверхности тела
человека. Радиационно-конвективные теплопотери С2радконВ мо-
гут быть определены из уравнения теплового баланса
QpaA конв (Qt n-f"T)) — Qjicn Qflux я-
Тогда тепловой поток на единицу поверхности тела человека
(средневзвешенный) будет
<7с п Qpaa kohb/S,
где S — поверхность тела человека, м2.
Потери тепла испарением QHcn с учетом некоторого охлажде-
ния организма человека принимают равными 20% общих теп-
лопотерь. Потери энергии на механическую работу при таком
виде физической деятельности, как ходьба, равны 0. Поверх-
ность тела человека (при массе 70 кг и росте 170 см) — 1,8 и2.
Потери тепла дыханием QAUxH для данного уровня энерго-
трат в зависимости от температуры окружающего воздуха при-
ведены ниже:
Температура
воздуха, °C
Теплопотери дыха-
нием, Вт
Температура Теплопотери дыха-
воздуха, °C нием, Вт
—20 15,6
—25 16,9
—30 18,2
—35 19,6
—40 21,0
7,2
8,6
10,0
11,6
14,0
Средневзвешенные значения теплового потока с поверхнос-
ти тела, обеспечивающие комфортные теплоощущения человека-
в течение 1 ч, следующие:
Температура Средневзвешенный тепловой поток Температура Средневзвешенный тепловой поток,
воздуха, °C Вт/м2 воздуха, °C Вт/м2
+ 10 115 —20 111
114 —25 110,5
113,5 —30 ПО
113 —35 109,5
-J3 112 —40 109
111,5 —45 108,5
89
2. Определяют тепловой поток с поверхности туловища че-
ловека. При проектировании бытовой одежды для защиты от
^холода (пальто, куртки) необходимо ориентироваться на то,
чтобы она в требуемой степени защищала от охлаждения те об-
ласти тела, которые ею покрываются (в частности, область ту-
ловища) .
Согласно ранее приведенным данным [2 1] радиационно-кон-
вективные теплопотери с поверхности туловища человека (</тул),
находящегося в движении и оценивающего по истечении 1 ч свои
теплоощущения как «прохладно», составляют 21,8% общих ра-
лиационно-конвективных теплопотерь.
4тул= ^-21,8.
100
Тепловой поток на единицу поверхности тела человека,
Вт/м2, может быть определен также из приведенных ниже эм-
пирических уравнений, выведенных на основании взаимосвязи
теплового потока и температуры кожи:
л 39,8—tc к .
Л/ с.п — ’
0,078
„ 37,5—^тул
*/тул — ---------- •
0,074
3. По показателю теплового потока с поверхности туловища
«определяют уровень температуры кожи человека, который будет
наблюдаться по истечении 1 ч пребывания на холоде. В свою
очередь это дает возможность оценить теплоизоляционный эф-
фект созданной одежды. Показатели теплового потока с поверх-
ности туловища человека, которые необходимо обеспечить с по-
мощью одежды при различной температуре воздуха, приведены
ниже:
Темпера тура
воздуха» °C
Тепловой поток с
поверхности тулови
ща человека, Вт/м2
74,0
73,5
73,0
72,5
72,0
71,5
Температур 1
воздуха °C
—20
—25
—30
—35
—40
—45
Тепловой поток с
поверхности тулови-
ща человека, Вг'м2
4. По формуле /?сум=(/ск—tB)/qc„ рассчитывают тепловое
сопротивление одежды в целом (средневзвешенное) исходя из
средневзвешенных значений температуры кожи tc к и теплового
потока qcn- Тепловое сопротивление одежды в области тулови-
ща определяют по той же формуле исходя из температуры ту-
ловища /тул и теплового потока на этом участке ^тул.
Тепловое сопротивление одежды для различных климатиче-
ских зон указано в табл, 4.7.
S0
Таблица 4.Т
Тепловое сопротивление одежды в реальных условиях ее эксплуатации,
м2°С/Вт
Климатическая зона Средневзвешенное значение Значение в области туловища
II 0,70
Ш W 0,59
IV 0,33 0,52
V 0,28 0,45
5 Устанавливают теплозащитную способность одежды в ус-
ловиях ветра. Чтобы одежда обладала такой способностью, она.
должна проектироваться с поправкой на охлаждающее действие
ветра. Теплозащитную способность одежды с учетом поправки
на 'охлаждающее действие ветра рассчитывают по формуле
Г> _ Ясум в+ (0,000185+0,0093)v
Асум 1ПТ - --------------------- •
0,82
Степень снижения Дсум тул в области туловища под влияние!®
ветра устанавливают по рис. 4.3.
Исходные значения теплового сопротивления одежды (в ком-
плекте с пальто) применительно к различной температуре воз-
духа, скорости его движения и воздухопроницаемости пакета
материалов одежды (пальто) представлены в табл. 1 (см. при-
ложение) .
6. По тепловому сопротивлению комплекта одежды (включа-
ющего пальто) определяют толщину пакета материалов (сред-
невзвешенную и в области туловища), обеспечивающую расчет-
ное значение теплового сопротивления (табл. 4.8).
7. Подбирают материалы для изготовления одежды...
В табл. 4.9 указаны количественные требования к некоторым,
показателям теплозащитных свойств одежды (в комплекте с
пальто) применительно к различ-
ным климатическим зонам СССР.
Данные табл. 4.9 показывают
что практически в климатической
зоне V, а также в зоне IV
(район Б) зимнего пальто не тре-
буется. Необходимая толщина
пальто может быть достигнута
Рис 4 3 Снижение суммарного теплово-
го сопротивления одежды в комплекте с
пальто в зависимости от его воздухопро-
ницаемости и скорости ветра (в области
туловища)
1 — 10 м/с, 2 — 8 м/с, 3— 6 м/с, 4— 4 м/с;
5 — 2 м/с, 6 — 0 м/с
ЯК?'
О 10 20 30 Ю 50 ВО 70 ив 90 100
Оозду/опрачицаемость 8 дмУ(мг с)
93
Таблица 4.8
«Суммарное тепловое сопротивление одежды (в комплекте с пальто), м2-°С/Вт
Толщина па- кета мате- риалов, мм Средневзве- шенное зна- чение «Оум Значение в области туловища ^сум тул Толщина па- кета мате- риалов, мм Средневзве- шенное зна- чение Ясум Значение в области туловища •^сум тул
& 0,116 0,120 11 0,474 0,680
1 0,164 0,284 12 0,482 0,722
f 0,206 0,258 13 0,508 0,760
л 0,250 0,326 14 0,517 0,790
4 0,284 0,378 15 •Ci. 1 0,820 ,
i 0,318 0,450 16 0,845
4 0,370 0,465 17 0,890
1 0,390 0,500 18 0,900
ft- 0,414 0,550 19 0,915
0,430 0,600 20 0,932
10 0,456 0,640 ' 21 — 0,950
либо путем применения ткани верха требуемой толщины,
либо путем использования утеплителя в сочетании с тонкой
тканью верха. Массовые наблюдения, проведенные в климати-
ческих зонах II, III, IV, подтвердили полученные данные: паль-
то, изготовленные в соответствии с приведенными в табл. 4.9
рекомендациями, обеспечивают в течение 1 ч тепловое состоя-
ние человека на уровне оптимального или допустимого.
Для практического расчета теплового сопротивления и тол-
щины пакета материалов одежды пользуются данными, приве-
денными в табл. 1—3 (см. приложение).
. Пример. Рассчитать тепловое сопротивление и толщину пакета мате-
риалов одежды в комплекте с пальто.
Заданные условия: температура воздуха — минус 10 °C; скорость ветра —
5 м/с; энерготраты — 209 Вт; вид выполняемой работы — ходьба по ровной
местности; время непрерывного пребывания на холоде—1 ч; степень охлаж-
дения человека — балл теплоощущений 3 («слегка прохладно»); допустимый
дефицит тепла — 2,72 кДж/кг.
Порядок расчета необходимого суммарного теплового сопротивления
одежды и ее толщины следующий.
1. Определяем теплопродукцию организма человека
<?т п = Qa т—П (Qa Т — Qo).
Согласно табл. 1 2 при ходьбе по ровной местности термический коэффи-
циент полезного действия т|=О, т. е в данном случае Q-i n = Q-., т.
0. Рассчитываем общие теплопотери
2 79 1000•70
QT n+D* = 2l09+ 3~soo—;— =209+52,89 = 232 Вт.
3. Находим затраты тепла иа нагревание вдыхаемого воздуха (см. с. 89),
они составляют 11,6 Вт (для других значений Q8,T могут быть определены
по табл. 4, см. приложение).
* См. табл. 2.8.
92
Т а В, |Д и ц а 4.9 v Показатели теплозащитных свойств одежды (в комплекте с пальто) для различных климатических зон « районов в зимний период
Климатичес- кая зона Район Средняя тем- пература воздуха, °C й> - я ф - 5 ч 5 я о та w \О S j5 ® § 8^. Л о. д s Города представители 1 Рекомендуе- мая воздухо- проиицае мость, дм3/(м2 с) Исходное суммарное тепловое со- противление одежды в це лом, м2 °С/Вт £ л 5 Ф О Г* 5 £ S о я Ч = £ 4® =И 52s О O4Sn 5 j F с. с оУ □ S Q. С Ф С е; 5 и £ 3 я рз ь S Толщина па- кета матери алов одежды в области ту ловяща, мм Толщина па- кета матери алов пальто в области туловища, мм
III Аа —9,8 5 Мурманск, Архангельск, Санкт-Петербург, Моск- ва, Вятка, Саратов 10—30 0,510—0,525 0,72—0,75 12,0—12,8 11,1 — 11,9
Аб — 12,0 10 Оренбург 10—20 0,574—0,612 0,90—0,93 18,0—20,0 15,1—17,1 1
Б —10,0 5 Владивосток, Астрахань, Актюбинск, Кзыл-Орда, Балхаш 10—30 0,510—0,525 0,72—0,75 12,0—12,8 11,1-11,9
иг Аа —3,19 4 Вильнюс, Брест, Львов, Ужгород, Кишинев 10—30 0,416—0,431 0,58—0,60 8,4—9,0 8,1-8,7
Аб —4,6 6 Таллинн 10—20 0,458—0,469 0,66—0,68 10,5—11,0 7,6—8,1
Б +6,4 4 Сочи, Сухуми, Батуми ю—зо 0,320—0,340 0,50—0,52 7,0—7,5 4,1—4,6
т Аа —0,97 2 Тбилиси, Ереван, Крас- нодар, Симферополь 30—40 0,374—0,378 0,53—0,54 7,6-7,8 4,7—4,9
Аб +0,9 5 Одесса, Новороссийск 10—30 0,394—0,413 0,53—0,55 7,6—8,0 4,7—5,1
Ба —0,36 2,5! Грозный, Ашхабад, Ал- ма-Ата, Ташкент, Душан- бе 30—40 0,374—0,378 0,53—0,54 7,6—7,8 4,7—4,9
Бб +4,6 5 Баку 10—30 0,340—0,360 0,55—0,57 8,0—8,5 5,1-5,6
CD —
4. Устанавливаем потери тепла испарением влаги с поверхности тела
и верхних дыхательных путей. При охлаждении организма человека они со-
ставляют 20% общих теплопотерь, т е 52,4 Вт (262-20/100).
5 Определяем радиационно-конвективные теплопотери со Всей поверхно-
сти тела:
<2рад конв = 262—11,6-52,89=197,5 Вт,
а также тепловой поток с единицы поверхности тела (средневзвешенный):
^п = 197,5/1,8*=(Ц09,7 Вт/м2.
6. Рассчитываем необходимое суммарное тепловое сопротивление одеж-
ды в целом (средневзвешенное) исходя из средневзвешенной температуры
кожи t<; н, равной 31 °C**, температуры воздуха + равной —10 °C, и сред-
невзвешенного теплового потока qc в, составляющего 109,7 Вт/м2:
/?сум= 3-"о~710-' =0,374 м2-°С/Вт.
7. Определяем тепловой поток с поверхности туловища, который должен
составлять 2(1,5% общего теплового потока (см. с 29), т. е.
110-21,5
<?тул= --------- =70' Вт/м2,
4 У 100-0,34
где 0,34 — доля поверхности туловища, й рассчитываем тепловое сопротив-
ление одежды в области туловища:
_ 32,3***-(-10) _ 2
7?сум тул=== — _ —0,600 м - С/Вт.
(/тул 70
8. Рассчитываем, с каким исходным тепловым сопротивлением /?Сум шт
(при относительно спокойном воздухе — штиле) следу ет изготовить одежду,
чтобы в реальных условиях (при воздействии ветра и движений человека)
оно осталось равным указанному выше (0,374 м2-с’С/Вт). С этой целью ус-
танавливаем, какую воздухопроницаемость будет иметь основной материал
(или ветрозащитная прокладка). При данной скорости ветра целесообразно
использовать соответствующие материалы с воздухопроницаемостью не более
40 дм3/(м2-с) (см. рис. 4.3).
„ Ясум в+ (0,000185+0,0093)v (0,00018-40+0,0090)5
Яеуишт- 0&2 -0,373+ w
=0,433 м2-°С/Вт.
9. Устанавливаем (см. табл. 4 8), что средневзвешенная толщина пакета
материалов одежды для обеспечения 7?Сум шт=0,433 м2-°С/ч должна быть
равной 9 мм.
10. Определяем, каким исходным тепловым сопротивлением должна об-
ладать одежда в области туловища Реум тул шт. Согласно рис. 4 3 при иетре
4 м/с и воздухопроницаемости соответствующих материалов, равной
40 дм3/(м2-с), оно снизится на 25%, т. е. Реум тул шт должно быть равным
0,8 м2-°С/Вт (0,6-1'00/7(5). Толщина пакета материалов, обеспечивающая эту
величину, составляет 14,3 мм (см. табл. 4.8).
Исходное тепловое сопротивление одежды (в комплекте с пальто) в об-
ласти туловища может быть определено также из табл. 3 (см. приложение).
11. Рассчитываем толщину пакета материалов пальто в области тулови-
ща (бтул) и толщину материалов, его составляющих. Устанавливаем с этой
* См. табл. 1.4 (для человека массой 70 кг и ростом 170 см),
** См. табл. 2.8 применительно к Q3T=1I13 Вт/м2.
*** Соответствует допустимой степени охлаждения.
целью перечень других предметов одежды, надеваемых человеком. Напрн-
тиер: хлопчатобумажная трикотажная нижняя сорочка (6 = 0,86 мм), хлоп-
чатобумажная верхняя сорочка (6 = 0,3 мм), шерстяной пуловер (6 = 2,5 мм).
•6тул = 14,Э—0,86—0,3—2,5=10,6 мм.
Принимаем, что в качестве верха одежды будет использован материал,
имеющий толщину 3,5 мм, а в качестве подкладки — материал толщиной
>0,5 мм. В этом случае утеплитель должен иметь толщину 6,6 мм.
112. Определяем толщину пакета материалов одежды на других участках
поверхности тела, исходя из средневзвешенной толщины комплекта одежды
п целом (9 мм).
Принимаем, что толщина головного убора — 3 мм (вязаная шапочка),
перчаток — 2,5 мм, обуви — 3 мм, брюк и белья — 2,5 мм. Определяем долю
толщины одежды, мм, на каждом участке тела с учетом доли его поверх-
ности *, исключая области рук (плечо и предплечье) и бедер:
Голова 0,0886-3
Туловище 0,34-14,3
Кисти 0,045-2,5
* Голени 0,125-2,5
Стопы 0,0644 • 3
5,746
Следовательно, доля толщины одежды в области бедер и рук составляет
5—5,746= 3,254 мм.
Учитывая, что доля их поверхности равна 0,337 (соответственно 0,203
и 0,104), толщина одежды на этих участках должна быть
3 • 254Д337 = 9,66 мм.
Принимая во внимание толщину пододеваемон одежды в области рук
(0,86+03+2,5 мм), толщина пальто на этом участке должна быть 6 мм,
а толщина утеплителя — 2 мм. В области бедер (и ягодиц) толщина пальто
должна быть равной 7,16 мм (9,66—®,5 мм), а толщина утеплителя—3,16 мм.
Правильность расчета может быть проверена. В итоге должна быть по-
лучена средневзвешенная толщина одежды, равная 9 мм. ।
Толщина одежды, _
Область тела мч Доля тоЛщнны, мм
Голова 3 0,2658
Туловище 14,3 4,8620
Руки (плечо и пред- 9,66 1,29414
плечье)
Кисти 2,5 0,1125
Бедра 9,66 1,96098
Голени 2,5 0,3125
Стопы 3 0,1932
2 = 9
Толщина пальто могла бы быть уменьшена при использовании материа-
лов с пониженной воздухопроницаемостью.
Методика расчета теплового сопротивления специальной
-одежды. Разработка специальной одежды осложняется много-
образием факторов, с которыми человек сталкивается в процес-
се своей трудовой деятельности. Это — различные метеорологи-
* Цо аналогии с расчетом tK и qa.
95
ческие условия, разная интенсивность физической деятельности
и продолжительность пребывания на холоде.
Общая схема расчета суммарного теплового сопротивления
специальной одежды такая же, как и бытовой одежды. Однако
особенности теплообмена человека, выполняющего физическую
работу, вносят поправки в абсолютные значения величин, ис-
пользуемых для определения необходимых теплоизоляционных
свойств одежды.
Чтобы изготовить специальную одежду, соответствующую ус-
ловиям ее эксплуатации, конструктору необходимо иметь све-
дения:
о температуре воздуха, при которой предполагается эксплуа-
тация одежды;
о наиболее вероятной скорости ветра;
о б энерготратах рабочего;
о непрерывном времени пребывания на холоде.
Следует отметить, что при особо низкой температуре окру-
жающей среды время непрерывного пребывания на холоде же-
лательно сократить до 2 ч. Такое ограничение обусловлено тем„
что, во-первых, из существующих материалов не представляется
возможным изготовить одежду, суммарное тепловое сопротивле-
ние которой было бы выше 0,95 м2-°С/Вт Во-вторых, такая
одежда вследствие большой толщины будет ограничивать дви-
жение человека и снижать его работоспособность.
Уровень энерготрат рабочего определяет и ту средневзвешен-
ную температуру кожи, которая должна использоваться при:
расчетах теплового сопротивления одежды. Средневзвешенная
температура кожи, соответствующая различным теплоощуще-
ниям человека, выполняющего физическую работу различной тя-
жести, может быть определена из уравнения
t _ 7o^0,1559Qa тА$+4а,169
С*К— ’1,4>1Э—0,00438Qa т/S ’
Расчет теплового потока применительно к проектированию
специальной одежды требует сведений об энергии, затрачивае-
мой на выполнение механической работы, а также основного
обмена. Если неизвестны энерготраты человека, они могут быть
найдены в литературных источниках (см. также табл. 1.2) или
определены экспериментально.
Тепло, получаемое человеком в зимние месяцы за счет сол-
нечной радиации, при расчетах теплового сопротивления одеж-
ды можно не учитывать из-за малого его количества. Кроме то-
го, в связи с тем что допускается некоторое охлаждение орга-
низма, радиационное тепло можно считать дополнительным ре-
зервом, который лишь продлит время непрерывного пребыва-
ния человека в заданных метеорологических условиях
Учитывая разнообразный характер физической деятельнос-
ти человека, затраты энергии цд механическую работу при при-
ближенных расчетах принимают равными 10% общих энерго-
трат Q9t. На потери тепла испарением влаги оказывает влия-
ние одежда. Пакет материалов одежды, особенно зимней, за-
трудняет прохождение влаги от тела человека в окружающую
среду.
Данные [2.1] свидетельствуют о том, что человек, одетый в
зимний комплект одежды (комбинезон, куртка и брюки), вы-
полняющий физическую работу средней тяжести (Q3t^290 Вт)
и оценивающий свои теплоощущения как «комфорт», теряет Ис-
парением приблизительно 20% общих теплопотерь.
Затраты тепла на нагревание вдыхаемого воздуха опреде-
ляют по табл. 4 (см. приложение).
Среднюю поверхность тела человека принимают равной
1,8 м2 (при средней массе 70 кг и росте 171 см). Основной об-
мен человека среднего возраста (мужчины) составляет 44 Вт/м2,
а с учетом общей поверхности тела — 79 Вт.
Тепловое сопротивление одежды рассчитывают следующим
образом.
1. Определяют энергию, затрачиваемую человеком на меха-
ническую работу, QM, Вт.
Qm== (Qa т Qo)t],
где Qe » — общие эиерготраты человека, Вт, Qo—Основной обмен, Вт; т|—
термический коэффициент полезного действия
2. Рассчитывают потери тепла на испарение влаги с поверх-
ности кожи и верхних дыхательных путей фисп, Вт.
Qaen—[ (Qa т-}-Д/т)—Qm]0,2=((Q3 T-f-Д/т) — (Qa т—Qo) Т|]0,2,
где Д — допустимый дефицит тепла в организме человека, Дж, т — время не-
прерывного пребывания человека в заданных метеорологических условиях, с.
3. Определяют затраты тепла на нагревание вдыхаемого воз-
духа (табл. 4, см. приложение).
4. Устанавливают радиационно-конвективные теплопотери
Срад.конв, Вт.
Qpa«.KOHB= (Qa т4“Д/т) —<Qhcd—Одых—Qa=:0,72Qa T-j-OjOSQo-!-
+0,8Ж-2дЫх=0,72Сэ.т+0,ВД/т-РдЫх+6,35.
5. Рассчитывают тепловой поток на единицу поверхности qc.n,
Вт/м2.
<7с п —^срад конв/о.
6. Определяют из уравнения (см. с. 96) средневзвешенную
температуру кожи tc к, °C, соответствующую заданному тепло-
ощущению.
7. Зная тепловой поток qc.n, температуру кожи tc.K и окру-
жающей среды tB, рассчитывают суммарное тепловое сопротив-
ление одежды в целом Рсум, м2-°С/Вт.
/?сум= ($С.К-^в)/<7с.П> ;
7—146 97
Значения теплового сопротивления одежды, рассчитанные
применительно к двухчасовому пребыванию человека на холоде
при различной температуре воздуха и разном уровне энерго-
трат, приведены в табл. 1 (см. приложение).
г 8. В рассчитанную по указанной выше формуле величину i
теплового сопротивления одежды вносят поправку на снижение
/^стм под воздействием ветра. Воздухопроницаемость пакета ма-
териалов одежды выбирают в соответствии с преобладающей
скоростью ветра.
9. По тепловому сопротивлению одежды определяют сред- j
неззвешенную толщину пакета материалов (табл. 2, см. при-
ложение) .
10. Используя данные о рациональном распределении утеп-
лителя (см. табл. 4.6), рассчитывают толщину пакета материа-
лов одежды на различных участках тела (в том числе толщину
головного убора и рукавиц) [4.7].
Таким образом, создание теплозащитной одежды включает в
себя несколько этапов:
расчет суммарного теплового сопротивления одежды в соот-
ветствии с заданными метеорологическими условиями (темпе-
ратурой воздуха и скоростью его движения), тяжестью физи-
ческой работы, временем непрерывного пребывания на холоде
jl определение толщины пакета материалов одежды (средневз-
вешенной и на отдельных участках), необходимой для создания
дделий с заданным термическим сопротивлением;
выбор материалов;
изготовление одежды необходимой конструкции и заданной
толщины; 1
экспериментальную оценку теплоизоляционных свойств одеж^
ди в условиях микроклиматической камеры (для выявления со-
ответствия теплоизоляционных свойств изготовленной одежды
расчетной величине термического сопротивления);
оценку теплоизоляционных свойств одежды в условиях про-
изводственной деятельности человека.
Существующее ограничение в создании одежды с высоким!
теплоизоляционными показателями не дает возможности защц
«Гйть организм человека от охлаждения при воздействии на неп
особо низких температур, тем более если он вынужден длитель
дое время находиться в этих условиях. Согласно имеющимся
данным из применяемых в настоящее время материалов праК
тически нельзя изготовить одежду с термическим сопротивлени
ем, превышающим 0,95 м2-°С/Вт. Однако и эта одежда в ус
довиях производственной деятельности не может быть испол:
зована вследствие большой массы и толщины, ограничиваклщ
подвижность человека и его работоспособность.
В связи с этим в целях защиты человека от охлаждения
экстремальных условиях (в различных средах) разрабатываю
ся различные системы искусственного регулирования темпер
турного гомеостаза организма (например, путем обеспечения
притока тепла к организму посредством электронагревательных
элементов, систем с нагретой жидкостью, подачи в пододежное
пространство* воздуха заданной температуры и т. д.).
В заключение следует отметить, что изложенный метод соз-
дания одежды, основанный на результатах экспериментальных
исследований, хотя и имеет ряд преимуществ перед существу-
ющими аналитическими (о чем было сказано выше), однако,
как и всякий эмпирический метод, не может охватить все мно-
гообразие условий жизнедеятельности человека, а также исполь-
зовать все возможности в области конструирования одежды, раз-
работки систем искусственного терморегулирования, новых ма-
териалов и др.
В частности, описанный выше метод применим лишь к воз-
душной среде, к нормальному барометрическому давлению, по-
скольку, например, в условиях высокогорья изменяются не толь-
ко физические условия теплообмена, но и физиологические ре-
акции организма, что требует проведения специальных исследо-
ваний с целью его опробования и внесения возможной коррек-
тировки.
Меняются условия теплообмена и теплофизические парамет-
ры материалов также при пониженном барометрическом давле-
нии, в водной среде и т. д. На сегодня еще практически отсут-
ствуют сведения о закономерностях тепломассообмена организ-
ма человека с окружающей средой, о роли в этом процессе, на-
пример, внешних условий, материалов, конструкции одежды, что
особенно важно применительно к длительной ее эксплуатации
(например, геологами).
В связи с этим вопрос о создании рациональной одежды
(принимая во внимание возможности компьютерной техники)
может быть решен лишь путем создания аналитических моде-
лей, при опробовании их с участием человека.
Пример. Рассчитать тепловое сопротивление специальной одежды (в
комплекте с курткой и брюками или комбинезоном).
Заданные условия: температура воздуха — минус 20 °C; скорость ветра —
4 м/с; энерготраты — 250 Вт; время непрерывного пребывания на холоде —
2 ч; вид деятельности — ходьба, перенос груза; степень охлаждения — балл
теплоощущений Э («слегка прохладно»).
1. Определяем энергию, затрачиваемую на механическую работу:
QM= (Q3 t-Q0)t]= (250—7'9**)0,Г=47,1 Вт.
При этом Qo и г) находим соответственно из табл. 1.1 и 1.2.
Й. По табл. 2.8 устанавливаем, что применительно к энерготратам
139 Вт/м21 (250/1.8) теплоощущениям, оцениваемым баллом 3, соответствует
/с к = 30,2°C и Д=2,7'2 кДж/кг (для человека массой 70 кг).
3. По табл. 4 (см. приложение) находим, что потери тепла на нагрева-
ние вдыхаемого воздуха составляют 19 Вт (при /в=—20 °C и Q3.t=20O.Bt).
* При использовании «вихревых» трубок.
** Находится путем интерполяции (см. табл. 2.8).
7*
99
4. Определяем Урад.коив (см. с. 97):
<2рад «OBB=0V7S-050+08-190400/7200—19+6,35= 188,5 Вт.
5. Рассчитываем qe.n'.
д*.п =188,5/1,8 =1104,7 Вт/м2.
6. Определяем /?СуМ:
Ясум = (/о.к-+в)/<7с.п=ЗО,2н-(—20)/104,7=0,48 м2-°С/Вт.
Эта величина могла быть найдена также из табл. 1 (см. приложение)
путем интерполяции.
7. Устанавливаем воздухопроницаемость материалов. Как уже было ска-
зано, при заданной скорости ветра желательно, чтобы воздухопроницаемость
материала, используемого в качестве верха или ветрозащитной прокладки,
была не более 40 дмэ/(м2-с). Исходя из этого определяем снижение тепло-
вого сопротивления одежды при скорости ветра 4 м/с:
С= (0,07В+2) о+5= (0,07-40+2)4+5,='24,2%.
8. В величину 7?сум=О,48 м2-°С/Вт вносим соответствующую поправку:
0,48—75,8%
х—100%,
т. е. определяем, какое тепловое сопротивление должна иметь изготовленная
одежда в исходном состоянии (при относительно спокойном воздухе — шти-
ле). Согласно расчету Ясум.шт должно быть равно 0,63 м2|-°С/Вт.
9. По табл. 2 (см. приложение) определяем, что для обеспечения
Ксум шт = 0,633 ма-°С/Вт необходимо, чтобы средневзвешенная толщина па
кета материалов одежды составила 15,25 мм.
40. Используя приведенные в табл. 4.6 показатели эффективности утеп
лителя для различных областей тела, устанавливаем толщину одежды
этих областях, мм:
Голова 0,49-15,25 = 7,47
Туловище 1,31-15,25=20,00
Плечо и предплечье 1,24-15,25=18,90
Кисть 0,66-15,25=10,06
Бедро 1,08-15,25=16,47
Г олень 0,81-15,25 = 12,35
Стопа 0,77-15,25=11,74
11. Определяем толщину спецодежды (например, комбинезона) иа ра
личных ее участках. Принимаем, что рабочий надевает под комбинезон хло
чатобумажное трикотажное белье, имеющее толщину 1 мм, и шерстяш
трикотажный костюм толщиной 3,5 мм. В этом случае комбинезон долж»
иметь толщину в области туловища 15,5 мм, плеча и предплечья 14,4 м
бедра 12,0 мм, голени 7,85 мм.
При толщине основного (для верха) материала 2 мм, а подкладки 0,5 к
толщина утеплителя должна быть равной: в области туловища —13,0 м
Плеча и предплечья — 14,9 мм; бедра—9,5 мм; голени — 5,35 мм.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
4.1. Клинические аспекты полярной медицины/Под ред. В. П. Казиаче
М., 1986.
4.2. Якименко М. А., Ткаченко Е. Я- К вопросу о частоте простуд
заболеваний при адаптации человека к холоду//Бюлл. СОАМИ СССР. Г
№ 5. С. 25—28.
4.3. Колесников П. А. Основы проектирования теплозащитной оде»
М., 1971.
100
4.4. Казанцева Л. Б. Зависимость теплового состояния человека и теп-
лозащитных свойств одежды от воздухопроницаемости, длины и вида. Ав-
тореф., дис... канд. мед. наук. М., 1969.
4.5. Кокеткин П. П., Чубарова 3. С., Афанасьева Р. Ф. Промышленное
проектирование специальной одежды. М., 1982.
4.6. Климатофизиологическое обоснование районирования СССР для це-
лей гигиены одежды/Ю. В. Вадковская, К. А. Раппопорт, Л. А. Чубуков,
Я. И. Фельдман//Вопросы прикладной климатологии. Л., 1960. С. 120—131.
4.7. Афанасьева Р. Ф., Окуиева С. Г. Физиолого-гигиенические принципы
распределения теплоизоляционного материала в одежде//Сб. науч, тр./
ЦНИИШП. М., 1970. № 15. С. 71—87.
Глава 5
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ОДЕЖДЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ТЕПЛА
Воздействие тепла человек может испытывать как в быту, так
и на производстве. В быту человек подвергается воздействию
нагревающей среды преимущественно в летний период года, на
.производстве — иногда в течение всего года, например в метал-
лургической и стекольной промышленность.
Защита человека от перегревания — сложная задача, так как
одновременно человека необходимо защитить от притока тепла
извне (например, за счет солнечной радиации, потока лучистого
тепла на целом ряде производств и т. д.) и обеспечить отдачу
тепла, образующегося в организме.
Эта задача осложняется в большей степени, когда речь идет
ю создании специальной одежды, так как придание материалам
защитных функций приводит к изменению их физико-химических
свойств, ухудшающему, как правило, теплообмен между орга-
низмом человека и окружающей средой из-за снижения эффек-
тивности потоотделения. В этом случае большое значение при-
обретает конструкция одежды, которая должна обеспечить не-
обходимую вентиляцию пододежного пространства с целью уве-
личения теплоотдачи испарением и улучшения таким образом
теплового состояния организма.
В летний период тепловому воздействию человек подверга-
ется на большей части территории нашей страны. Тепловой
комфорт у человека, одетого в комплект комнатной одежды
(7?сум=0,155 м2-°С/Вт) наблюдается при температуре воздуха
около 22°C. При температуре воздуха 25°C требуется легкая
одежда (У?сум~0,08 м2-°С/Вт), а при температуре воздуха выше
25 °C у человека, одетого в любую одежду, возникает напряже-
ние процессов терморегуляции.
Ветер большой скорости при высокой температуре воздуха
усиливает нагревающее действие среды. Запыленность воздуха,
увеличивающаяся при ветре, способствует загрязнению поверх-
ности тела, что понижает потоотделение вследствие закупори-
вания выводных протоков потовых желез. Одновременно нару-
101
шлется работа сальных желез, кожа становится сухой, менее
теплопроводной, что обусловливает дополнительную нагрузку Has
аппарат терморегуляции. Однако небольшая подвижность воз-
духа имеет большое значение для удаления тепла путем испа-
рения пота. При неподвижном воздухе его слой, непосредствен-
но прилегающий к поверхности тела, быстро насыщается вла-
гой и препятствует дальнейшему интенсивному испарению пота.
С помощью одежды может быть смягчено влияние тех метео-
рологических факторов, которые ведут к чрезмерному перегре-
ванию организма человека.
5.1. ВЛИЯНИЕ НАГРЕВАЮЩЕЙ СРЕДЫ
НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
Повышение температуры воздуха сопровождается расширением
периферических сосудов и перераспределением крови. Большая
масса крови переходит на периферию, теплопроводность кожи
увеличивается, так как кровь является лучшим проводником,
тепла, чем кожа. При расширении сосудов повышается прони-
цаемость их стенок, и в тканевые щели поступает жидкость. Это*
ведет к увеличению испарения жидкости через кожу путем диф-
фузии и последующему снижению температуры кожи.
В результате усиления периферического кровоснабжения теп-
лоотдача может увеличиваться на 90%. Однако такое перерас-
пределение крови усиливает нагрузку на сердечно-сосудистую*
систему, реакция со стороны которой выражается, в частности,,
в изменении артериального давления и частоты сердечных со-
кращений.
При повышении температуры кожи до 35 °C начинается ра-
бота потовых желез, одновременно увеличивается и секреция
сальных желез. У лиц, адаптированных к высокой температуре
потоотделение, а также секреция сальных желез усилены. Ох
лаждаясь путем испарения, выделяющийся пот также служи'!
защитой организма от солнечной радиации. Пот частично отра
жает и задерживает инфракрасные и даже ультрафиолетовы!
лучи. Проникание ультрафиолетовых лучей задерживает такж<
«экран», образующийся в результате расширения сосудов кожи
Вместе с потом выделяется большое количество хлоридов
что может привести к появлению функционального расстройст
ва нервной системы (судороги, рвота и т. д.). Начиная с тем1
пературы воздуха 38°C (при влажности 29—38%) возникает
опасность появления тепловых ударов. Предельные значенш
температуры воздуха зависят от одежды, физической активно
сти человека, влажности воздуха, скорости его движения, ин
тенсивности солнечной радиации.
К тепловой нагрузке женщины менее устойчивы, чем муж
чины. Например, при температуре воздуха 50 °C и влажное~
29% выраженные функциональные изменения у обнаженш
102
мужчин (в покое) наступают через 2—2,5 ч, у женщин — через
1,7—2,2 ч. При одной и той же тепловой нагрузке изменения
«со стороны сердечно-сосудистой системы у женщин выражены
в большей степени, чем у мужчин. Одна из причин худшей пе-
реносимости женщинами тепловой нагрузки — меньшее потоот-
деление, обусловливающее меньшую теплоотдачу.
При интенсивном солнечном свете и длительной его экспози-
ции возникают фотодерматиты. Степень раздражения кожи в
значительной мере зависит от ультрафиолетовой радиации. При
акклиматизации в коже образуется пигмент, сообщающий ей спо-
собность переносить более длительное и интенсивное воздейст-
вие солнечной радиации. Увеличивается также толщина эпидер-
миса, теплопроводность кожи понижается, т. е. несколько умень-
шается внешняя тепловая нагрузка.
Наряду с этим при длительном воздействии теплового фак-
тора на организм человека (в жарком климате, при работе в
горячих цехах) в организме могут наблюдаться нарушения вод-
ного, солевого, витаминного обмена, изменения морфологичес-
кого состава крови, угнетение секреторной деятельности желу-
дочно-кишечного тракта.
Под влиянием тепла в организме человека изменяются функ-
ции нейроэндокринной системы, иммунобиологической реактив-
ности, а также снижается работоспособность (см. гл. 2).
Отмечено, что в жарком пустынном климате Средней Азии
в летний период (?в=40—45 °C днем, /в=26—28°С ночью) ме-
ханизмы терморегуляции работающих (в частности, нефтяников,
строителей) находятся в чрезмерном напряжении. У многих об-
следуемых наблюдаются понижение систолического давления (до
100—95 мм рт. ст.), ослабление функционального состояния сер-
дечно-сосудистой системы, отрицательный водный баланс (с по-
терей 1 —1,5% массы тела), характерная отечность конечностей
(стоп и кистей), адинамия, резкое понижение работоспособнос-
ти, постоянная жажда.
Не прекращающееся в течение длительного времени напря-
жение механизма терморегуляции приводит в конечном счете
к истощению защитных сил организма, возникновению патоло-
гии, в первую очередь со стороны сердечно-сосудистой системы
и органов пищеварения, наблюдается преждевременное старе-
ние.
Данные о терморегуляции организма человека при повышен-
ной температуре окружающей среды позволяют судить о роли
одежды в том или ином случае.
Например, при температуре воздуха, не превышающей темпе-
ратуру кожи (/в=30—32°С), легкая одежда, оставляющая от-
крытой большую часть поверхности тела, способствует улучше-
нию теплового состояния организма, так как открытая поверх-
ность имеет более выгодные условия, чем закрытая, для тепло-
отдачи как путем конвекции и радиации, так и путем испаре-
103
> . । ii и I i hi /\е при этом человек подвергается интенсивно^
иц шлдеиствию солнечной радиации, то температура кожи от-|
крытых участков тела значительно повышается (на 6—9°C)J
При обнажении большой поверхности тела возникает опасность!
повышения температуры тела, поэтому применение в этих усло-1
виях легкой открытой одежды не принесет облегчения. |
Одежда предохраняет от воздействия лучистого тепла. В пус-1
тыне одежда необходима как защита от чрезмерной солнечной^
радиации и потери влаги, в горячих цехах — от воздействия ин-ii
фракрасной радиации. Под одеждой образуется более благо-3
приятный микроклимат, характеризующийся более низкой тем-'
пературой и более высокой влажностью пододежного воздуха..-
Наибольшую тепловую нагрузку на территории Советского*
Союза испытывают жители Средней Азии. Защита их от nepe-j
гревания представляет наиболее трудную' задачу. В некоторых j
других климатических районах тепловое состояние человека мо-'
жет быть нормализовано путем уменьшения термического co-j
противления комплекта одежды. Однако ввиду того что повы-4
шейная температура воздуха часто сочетается с действием сол-1
нечной радиации, а это обусловливает напряжение механизма»-
терморегуляции человека, выражающееся, в частности, в повы--
шении потоотделения, ряд требований к летней одежде является.1;
общим. 1
5.2. ТРЕБОВАНИЯ К БЫТОВОЙ И СПЕЦИАЛЬНОЙ
ОДЕЖДЕ
Для улучшения теплового состояния человека в условиях по-'
вышенной температуры воздуха и интенсивной солнечной радиа-
ции необходимо в первую очередь уменьшить приток последней
к поверхности тела. Это может быть достигнуто путем приме-
нения материалов малой теплопроводности, а также материалов.,
которые отражали бы максимальное количество солнечных лу-
чей (например, металлизированных материалов).
Большое значение для одежды имеет цвет материала. За-
держка потока лучистой энергии (в том числе и его ультрафио-
летовой части) по результатам большинства исследований зна-
чительно выше у окрашенных материалов.
Как уже говорилось, испарение влаги с поверхности тела и*
и верхних дыхательных путей в условиях нагревающей внешней1
среды может быть единственным способом поддержания тепло-
вого баланса. В связи с этим при изготовлении одежды следует
учитывать все возможности для повышения эффективности по-
товыделения:
одежда не должна прилегать непосредственно к коже, чтобы
обеспечить наличие воздушного слоя вокруг тела. Воздушный
слой способствует испарению влаги с кожи, что увеличивает
теплоотдачу организма. Образующийся слой водяного пара
pi
между кожей и одеждой уменьшает воздействие солнечной ра-
диации;
пододежное .пространство должно вентилироваться. Это до-
стигается как благодаря соответствующей воздухопроницаемо-
сти материалов одежды, так и благодаря ее конструкции (на-
пример, использованию специальных вентиляционных устройств);
материалы одежды должны быть гигроскопичными, способ-
ными впитывать влагу и отдавать ее в окружающую среду. Это
дает возможность уменьшить влажность воздуха в пододежном
пространстве. Повышение влажности воздуха уменьшает выде-
ление кожей влаги и ухудшает самочувствие человека. Кроме
того, увлажненная поверхность одежды облегчает процесс тер-
морегуляции организма человека вследствие увеличения поверх-
ности испарения. Высокие гигроскопичность и воздухопрони-
цаемость— это непременные требования к материалам для лет-
ней одежды. Воздухопроницаемость материалов, предназначен-
ных для летних изделий (платьев, блузок, верхних сорочек,
костюмов), должна быть не менее 330—370 дм3/(м2-с), гигро-
скопичность— не менее 7% (при влажности воздуха 65%).
Требование сохранения высокой воздухопроницаемости особен-
но важно для увлажненного материала;
при выделении капельно-жидкой влаги большое значение
приобретает влагоемкость материалов. Материал, способный
впитывать выделяющийся йот, препятствует его стеканию и тем
самым увеличивает эффективность потовыделения;
свойства материалов, обеспечивающие их быструю высыхае-
мость, нежелательны, так как быстрое испарение влаги вызы-
вает интенсивное охлаждение, особенно на тех участках, где
материал тесно соприкасается с поверхностью тела. Когда ко-
жа увлажнена, это может быть причиной простудных заболева-
ний. При медленном испарении влаги из материалов одежда ос-
тается слегка увлажненной, что обеспечивает равномерный теп-
лосъем, более «экономное» расходование пота и меньшее обез-
воживание организма человека. В жарком сухом климате ре-
комендуется двухслойная одежда, состоящая из белья и платья.
Такая одежда, во-первых, снижает нагревающее действие внеш-
ней среды (вследствие меньшей теплопроводности пакета мате-
риалов) и, во-вторых, уменьшает загрязнение верхней одежды
выделяющимся потом;
материалы одежды не должны прилипать к поверхности те-
ла. Прилипший увлажненный материал снижает потоотделитель-
ную функцию кожи. Для предотвращения прилипания поверх-
ность тканей должна быть неровной, шероховатой.
На основании 'многочисленных исследований, проведенных в
районах Средней Азии, проф. Ю. В. Вадковская рекомендует
для изготовления белья и платья хлопчатобумажные ткани. При
определенной структуре они в наибольшей степени удовлетво-
’ряют гигиеническим требованиям. Эти материалы хорошо сти-
105
раются, сохраняя свои свойства. По мнению многих исследова-ч
телей, предпочтения заслуживают ткани крепового переплетения: 1
они менее теплопроводны, почти не прилипают к коже, болеем
гигроскопичны, лучше удерживают влагу и медленнее ее испа- )
ряют. 3
Воздухо- и влагонепроницаемые материалы, способствующие^
уменьшению потерь тепла испарением, значительно увеличивав
ют тепловую нагрузку на организм человека, что выражается в-,
большем уровне влагопотерь, большем повышении температуры ’
тела и кожи. Эффективность влаговыделений человека умень-'
шается по мере снижения воздухо- и влагопроводности материа-
лов. Меньшие влагопотери наблюдаются у людей, эксплуатиру-
ющих одежду из хлопчатобумажной ткани, чем у людей, экс- ,
плуатирующих одежду из синтетических материалов с теми же?
показателями воздухо- и влагопроводности. Вероятно, это обус-.
ловлено комплексом влажностных свойств, присущих материа-
лам из натуральных волокон (например, повышенными гигро-
скопичностью и капиллярностью, пониженной скоростью влаго-
отдачи и др.).
При выборе материалов для изготовления бытовой одеждьв
летнего назначения следует ориентироваться на комплекс их
влажностных свойств и воздухопроницаемость.
Увеличение воздухопроницаемости материалов более-
190 дм3/(м2-с) практически не отражается на эффектив-ности
потоотделения и тепловом состоянии человека. Однако следует
помнить, что увлажнение материала снижает его воздухопрони-
цаемость и в реальных условиях эксплуатации одежды может
ухудшить тепловое состояние организма.
По данным табл. 5.1 можно судить о том, в какой степени
изменяется воздухопроницаемость материалов при их увлажне-
нии. Данные указывают на то, что практически для изготовле-
Таблица 5.1
Изменение воздухопроницаемости материалов при их увлажнении
(до состояния минимальной водоемкости)
Воздухопроницаемость, дм3/(м2 с)
Волокно
в суховоздушном
состоянии
при увлажнении
Уменьшение возду-
хопроницаемостн, %-
Полиамидное 0,5
Полиэфирное 31
» ’ 100
> 190
» 313
» 370
Хлопок 12
> 150
» 245
» 330
юа
ния летней одежды должны быть использованы материалы, ко-
торые имеют в суховоздушном состоянии воздухопроницаемость,
приблизительно равную 370 (синтетические материалы) и
330 дм3/(м2-с) (натуральные материалы). При прочих равных
условиях лучшими являются материалы из натуральных воло-
кон (в частности, из хлопка).
Помимо свойств самих материалов, как указывалось выше,
большое значение для вентиляции пододежного пространства
имеет конструкция одежды. Его исследователи указывают на
преимущества одежды свободного покроя, обеспечивающей хо-
рошую вентиляцию пододежного пространства, что требуется
для лучшего удаления выделяющегося пота. Одежда свободно-
го покроя уменьшает температуру и влажность воздушных
прослоек, понижает температуру кожи.
Так, данные Ю. В. Вадковской показывают, что при прочих
равных условиях влажность воздуха под обмундированием, тес-
но прилегающим к поверхности тела, в первой воздушной прос-
лойке (между телом и бельем) составляет 64%, а во второй
(между бельем и верхним слоем) —57,9%; под обмундировани-
ем, свободно облегающим тело, она составляет соответственно
58,4 и 40,5%.
' Открытый воротник, вентиляционные устройства способству-
ют воздухообмену, усиливают испарение влаги с поверхности
кожи и уменьшают степень перегревания организма.
Данные, приведенные в табл. 5.2, указывают на то, что одеж-
да, обеспечивающая больший доступ воздуха в пододежное про-
странство (халат), увеличивает эффективность влаговыделений,
уменьшает тепловую нагрузку на организм человека.
При изготовлении специальной одежды летнего назначения
на первое место могут выступать ее защитные свойства, напри-
мер защита от пыли, нефтепродуктов и т. д. Придание материа-
лам защитных свойств, как правило, снижает показатели возду-
хе- и влагопроводности. Последнее по возможности должно ком-
пенсироваться улучшением конструкции одежды (увеличением
Таблица 5.2,
Влияние вида одежды на показатели теплового состояния человека
(fB=32°C, о = 1,8 м/с, IF =60%, ходьба)
Показатель теплового состояния человека Полиэтилен Хлопок (плащ-палаточ- иое полотно)
Комби- Куртка к Y незон брюки лалат Комби- Курт- незон ка и Халат брюки
Средневзвешенная темне- 37,0 35,8 35,7 35,9 35,9 35,4 ратура кожи, °C Влагопотери, г/ч 733 320 300 330 290 270 Эффективность влаговы- 39 47 80 71 76 85 делений, %
107
вентиляции пододежного пространства) и регламентирование^
времени непрерывного пользования ею. Критерием времени не-
прерывного пользования одеждой служат показатели теплового
состояния человека, соответствующие допустимому тепловому
состоянию (см. гл. 2).
Рассмотрим этапы создания специальной одежды для защиты
от теплового воздействия на примере летней спецодежды для
женщин-нефтяников, работающих в сухом жарком климате. Для
изготовления одежды были выбраны материалы, защищающие-
от нефти, масел, пыли. Защитный эффект был достигнут благо-
даря структуре материала, использованию специальных пропи-
ток, химических волокон, что привело к существенному снижению,
воздухопроницаемости материалов [до 10 дм3/(м2-с)] и их гид-
рофильности (до 7,2%). С целью компенсации неблагоприятно-
го воздействия материалов на тепловлагообмен организма чело-
века с окружающей средой в одежде были предусмотрены вен-
тиляционные устройства, при выборе расположения которых
учитывались топография потоотделения, характерные движения,
рабочая поза.
Были разработаны (Центральным научно-исследовательским
институтом швейной промышленности) два варианта костюма:
куртка и брюки; блуза и полукомбинезон. При этом блуза бы-
ла изготовлена из хлопчатобумажного материала [воздухопро-
ницаемостью 50 дм3/(м2-с)], полукомбинезон, куртка и брюки —
из материала двух видов: хлопчатобумажного [воздухопроницае-
мостью 12 дм3/(м2-с)] и материала, содержащего 67% лавса-
нового волокна и 33% вискозного. Куртка имела отлетные ко-
кетки (две по спинке и одну на полочке по линии груди) и вен-
тиляционные отверстия в переднем шве рукава и в шаговых
швах брюк (длиной 6 см через каждые 5 см).
В результате исследований в микроклиматической камере
(/в=32—37°C, f~30%, f~l м/с, Q3T—170 Вт) было отмечено,,
что женщины перегреваются в спецодежде из тканей всех трех
видов, но у одетых в хлопчатобумажную блузу и полукомбине-
зон из хлопчатобумажной ткани с пропиткой [воздухопроницае-
мостью 12 дм3/(м2-с)] напряжение реакций терморегуляции вы-
ражено меньше.
Наибольшие неблагоприятные сдвиги в теплообмене (мень-
шее испарение пота) и тепловом состоянии организма (боль-
ший уровень влагопотерь, температуры тела и теплонакопления)
были зарегистрированы у женщин, одетых в куртку и брюки, из-
готовленных из материала, содержащего лавсановое волокно»
(67%). Наличие вентиляционных устройств в области спины,
груди, подмышечной области, внутренней поверхности бедер по-
вышает эффективность влагопотерь за счет лучшего испарения
пота, особенно в процессе движения, что ведет к уменьшению»
тепловой нагрузки на организм [4.1]. В процессе испытаний в
производственных условиях при наличии солнечной радиации!
108
\
84Й—900 Вт/м2 (Туркмения) меньшая тепловая нагрузка была
зарегистрирована у женщин, одетых в хлопчатобумажные курт-
ку щбрюки, которые имели воздухопроницаемость 12 дм3/(м2-с).
Объяснением этому может служить, во-первых, лучшая
защита от солнечной радиации, поскольку в данной ситуации
одежда состояла из двух слоев (куртки и сорочки), а во-вторых,
возможно, и тот факт, что меньшая воздухопроницаемость по-
служила «буфером» проникания наружного воздуха в пододеж-
ное пространство, имеющего большую температуру, чем поверх-
ность тела. В этих условиях положительное влияние на влаго-
обмен оказали вентиляционные устройства, способствующие ис-
парению влаги [5.1, 5.2].
Таким образом, требования к физическим свойствам мате-
риалов для изготовления одежды данного назначения неодно-
значны, они определяются конкретными условиями ее эксплуа-
тации. Это, безусловно, делает весьма сложным разработку ме-
тода проектирования одежды для защиты от внешнего теплово-
го воздействия. В некоторых ситуациях наличие инфра-
красной радиации) воздухопроницаемость материалов во избе-
жание повышения температуры в пододежном пространстве
должна быть ограничена, а эффективность защиты от перегрева-
ния повышена за счет увеличения суммарного теплового сопро-
тивления пакета гидрофильных материалов, вентиляции под-
одежного пространства. При этом вентиляционные устройства
должны быть защищены от прямого проникания наружного воз-
духа. При температуре наружного воздуха ниже температуры
кожи, наоборот, увеличение воздухопроницаемости играет поло-
жительную роль, поскольку в данных условиях это лишь улуч-
шает теплообмен за счет испарения влаги, выделяемой челове-
ком с поверхности кожи.
Сложной задачей является защита человека от инфракрас-
ного излучения, особенно в сочетании с высокой температурой
окружающего воздуха. В этом случае защитная роль спецодеж-
ды сводится к уменьшению внешней тепловой нагрузки, которая
может существенно превышать внутреннюю, обусловленную вы-
работкой энергии в организме человека в процессе его жизне-
деятельности. Тепловая нагрузка за счет инфракрасного излу-
чения может быть уменьшена путем использования материалов
с высокими отражающими свойствами (металлизированных). Но
при теплоизлучении большой интенсивности [>6970 Вт/(м2-°С)]
металлизированные материалы быстро прогреваются, из-за
чего их можно применять только в пакете, обладающем со-
ответствующим термическим сопротивлением.
Требования к материалам спецодежды для работы в горячих
цехах обусловлены параметрами среды. Так, при теплоизлуче-
нии небольшой интенсивности [около 2080 Вт/(м2-°С)] примене-
ния металлизированных материалов для изготовления одежды не
требуется, поскольку достаточную защиту обеспечивают, напри-
мер, vioiim.i юбумажные костюмы с накладками из шерстяной
Ih.inii (при бг^З мм). Учитывая, что металлизированные мате-
риалы— это, как правило, влаго- и воздухонепроницаемые ма-
териалы, использование которых приводит к нарушению влаго-
обмена организма человека с окружающей средой, необходимо
принимать во внимание площадь и топографию участков одеж-
ды, подвергающихся воздействию лучистого теплового потока,
чтобы ограничить неблагоприятный эффект только на той по
верхности, которая нуждается в защите.
В тех случаях, когда воздействию лучистого тепла может
подвергаться вся поверхность тела человека, требуется костюм,
изготовленный полностью из металлизированных материалов. Во
избежание перегревания время непрерывного пользования им
(а также суммарно в течение всей рабочей смены) лимитиру-
ется, исходя из необходимости обеспечения допустимого уровня
теплового состояния (см. гл. 2). Время достижения этого функ-
ционального состояния при прочих равных условиях зависит от
интенсивности лучистого теплового потока, температуры возду-
ха, уровня энергозатрат. Однако в ряде случаев допустимое или
предельно допустимое тепловое состояние человека в нагреваю-
щей среде не может быть обеспечено «пассивными» средствами
(это относится, например, к ремонту горячих печей температу-
рой 100—150 °C или работе при высокой температуре и интен-
сивном тепловом облучении в герметичной воздухо- и влагоне-
проницаемой спецодежде). В этих случаях эффективным явля-
ется способ искусственного терморегулирования путем примене-
ния охлаждающих систем [2.1; 5.2].
5.3. МЕТОДИКА ФИЗИОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКОЙ
ОЦЕНКИ ОДЕЖДЫ д
Физиолого-гигиеническая оценка одежды выполняется с целью
определения соответствия ее условиям жизнедеятельности чело-
века (метеорологическим факторам, времени непрерывной экс-
плуатации, уровню энерготрат), а также сравнения имеющейся
и вновь разрабатываемой.
Одежда, изготовленная согласно результатам расчета сум-
марного теплового сопротивления и ее толщины (см. гл. 4), под-
вергается исследованию в микроклиматической камере и натур-
ных условиях. В микроклиматической камере исследования про-
водятся с целью определения теплового состояния человека в
условиях, моделирующих эксплуатацию одежды. Суммарное
тепловое сопротивление одежды в целом (вклю.чая защиту го-
ловы, кистей, стоп) определяется на основании средневзвешен-
ных значений температуры кожи человека (/с.к) и теплового по-
тока (<?сп) и рассчитывается ого формуле (см. с. 97).
Датчики для измерения температуры кожи и теплового пото-
ка размещаются на поверхности тела человека в И точках.
ПО
Средневзвешенные значения tc.K и Qc.n рассчитываются по ука-
занной выше формуле. Для измерения температуры кожи ис-
пользуется система (датчики и регистрирующая аппаратура),
позволяющая определять температуру кожи с точностью
±0,2°С.
.Для измерения теплового потока применяются датчики-био-
тепломеры, представляющие собой термобатареи, состоящие, на-
пример, из последовательно соединенных медно-константановых
термопар. Принцип измерения теплового потока основан на ме-
тоде «вспомогательной стенки»: при наложении датчика на на-
гретую поверхность возникает разность температур на его на-
ружной и внутренней сторонах, которая пропорциональна про-
ходящему тепловому потоку.
Эксперименты для определения /?Сум проводятся с участием
человека, находящегося в состоянии относительного физическо-
го покоя в положении сидя, в условиях, обеспечивающих тепло-
вое состояние, близкое к комфортному, чтобы, во-первых, исклю-
чить выраженное спазмирование сосудов кожи и уменьшение под
влиянием этого плотности теплового потока с поверхности тела,
а во-вторых, предотвратить перегревание, при котором выделя-
ющийся и скапливающийся под биотепломером пот может иска-
зить его показания.
Для исследования комплекта зимней одежды может быть ре-
комендована температура воздуха —7+3 °C. Размеры одежды
должны соответствовать размерам человека. Продолжительность
эксперимента должна быть не менее 1 ч. Температура кожи и
тепловой поток регистрируются не менее чем через каждые
10 мин. Для расчета суммарного теплового сопротивления одеж-
ды используются значения температуры кожи, зафиксированные
на 60-й минуте эксперимента, и среднее значение теплового по-
тока за период с 40-й по 60-ю минуту (период относительно ста-
бильных показателей теплового потока у испытуемых, одетых в
комплект зимней одежды).
Динамика температуры кожи и теплового потока при испы-
тании различных вариантов одежды может служить для их срав-
нения. Суммарное тепловое сопротивление одежды, определен-
ное в эксперименте, можно считать близким к расчетному, если
расхождение между значениями находится в пределах +50%.
Чтобы определить, обеспечивает ли изготовленная одежда
необходимую защиту от заданной температуры, исследования
проводят в микроклиматической камере, в которой моделиру-
ются условия, близкие к реальным (по уровню энерготрат, тем-
пературе и скорости движения воздуха, продолжительности не-
прерывного пребывания на холоде). Тепловое состояние чело-
века оценивается по приведенным выше (см. гл. 2) показателям.
Изготовленную одежду можно считать соответствующей ус-
ловиям эксплуатации, если показатели теплового состояния со-
ответствуют критериям, приведенным на с. 33—36.
111
При исследовании спецодежды в натурных условиях пока-
затели теплового состояния работающих измеряют до начала
рабочей смены, затем перед обеденным перерывом и перед окон-
чанием рабочей смены, дополнительно — при вынужденных пе-
рерывах на обогрев по причине общего и (или) локального ох-
лаждения. При исследовании зимней одежды бытового назна-
чения периодичность измерений определяется конкретной/зада-
чей. i
Соответствие одежды условиям эксплуатации, как и р ука-
занном выше случае, оценивается по показателям и критериям,
приведенным на с. 33—36. Если неприятные ощущения в обла-
сти кистей и стоп появляются при относительно высоких зна-
чениях средневзвешенной температуры кожи, то это свидетель-
ствует о недостаточных показателях теплозащитных свойств
обуви и рукавиц.
Физиолого-гигиеническая оценка одежды для защиты от по-
вышенных температур проводится по результатам исследования
теплового состояния работающих в микроклиматической камере
и в натурных условиях. На основе этой оценки разрабатывают-
ся рекомендации по улучшению как конструкции и материалов
одежды, так и режима эксплуатации с целью профилактики пе-
регревания.
Наиболее информативными показателями степени соответ-
ствия одежды данного назначения условиям ее эксплуатации яв-
ляются следующие: изменение теплосодержания в организме;
влагопотери и их эффективность (отношение испарившейся вла-
ги к общим влагопотерям); частота сердечных сокращений; тем-
пература тела и кожи; температура и влажность воздуха под
одеждой; содержание влаги в ее материалах; температура по-
верхности (с внутренней и наружной стороны). Продолжитель-
ность исследований определяется либо заданным временем пре-
бывания человека в неблагоприятных микроклиматических ус-
ловиях, либо временем их физиологической переносимости. Дат-
чики для измерения температуры кожи должны быть гермети-
зированы, так как попадание на них пота может исказить ре-
зультат.
Заключение о соответствии материалов одежды и ее конст-
рукции условиям эксплуатации базируется на сопоставлении
полученных данных с данными, приведенными на с. 33—36.
Одежда считаетея отвечающей гигиеническим требованиям, ес-
ли по истечении заданного периода времени показатели и кри-
терии теплового состояния человека соответствуют приведенным
на указанных страницах.
При сравнительной оценке спецодежды в условиях нагрева-
ющего микроклимата с целью выбора наилучшего варианта в
качестве критерия возможно принять допустимую продолжи-
тельность работы, регламентируемую по показателям и крите-
риям, представленным в гл. 2.
112
i Ниже описывается определение допустимой продолжительно-
сти работы в спецодежде расчетным путем по параметрам ма-
териала и конструкции. Этот способ можно применять для тем-
пературы окружающей среды 20—50 °C и влажности до 20 мм
рт.\ст. при воздухопроницаемости текстильных материалов, об-
работанных водоотталкивающей пропиткой, 15—500 дм3/(м2-с),
водоцоглощении 7—70% (15—160 г/м2).
Для определения расчетной допустимой продолжительности
работы т используются следующие гигиенические показатели
оцениваемой спецодежды: воздухопроницаемость материала В
и его воДопоглощение Вп, г/м2, определяемое по формуле
Вп=В*пт/100,
где В*п — водопоглощение, %; т — поверхностная плотность материала, г/м2.
Кроме того, для характеристики вклада конструкции спец-
одежды в формирование теплового состояния человека можно
использовать показатель «фактор конструкции» Ф, который оп-
ределяется из соотношения
Ф—К.ъ!К.о, *
где К» и Ко — кратность воздухообмена пододежного пространства соответ-
ственно исследуемой спецодежды и спецодежды из этого же материала, но
герметичной по конструкции, мин-1.
Кратности воздухообмена Кв и Ко вычисляются исходя из
средневзвешенного значения кратностей с учетом пррдолж,и-
тельности периодов работы и отдыха. Так,
ККрТр-|-КпТн
в — ; >
Тр-{“Тп
где Кр и Кп — кратность воздухообмена пододежного пространства соответ-
ственно при работе и покое, мин-1; тр и тп — продолжительность периода
соответственно работы и отдыха, мин
Кратность воздухообмена пододежного пространства для гер-
метичной по конструкции спецодежды, а также спецодежды сво-
бодного и спортивного покроев можно найти по табл. 5.3.
Для герметичных по конструкции комбинезонов из текстиль-
ных материалов допустимая продолжительность работы x't оп-
ределяется по формулам:
для температуры воздуха 45 °C
V45 =21,74-2,03 —----------(-0,1335п,
0,12aQ—1
где 3
®Q= -------~ ’
(1+0,002Q)2
для температуры воздуха 35°C
<5=242—0,24а(?+0,48Вл;
8—146 113
Таблица
Кратность воздухообмена пододежного пространства /
Конструкция спецодежды Период дея- тельности человека Средневзвешенное значение / воздухопроницаемости, дм3/(м2’С) /
0 15 250 (Оо
Герметичная (комбине- Покой 0,05 О 7,4 8,3 17,9
зон) Работа 0,45 13,3 16,6
Спортивного покроя * Покой Работа 1,3 10,6 6,8 15,9 8,5 19,0 9,5 20,4
Свободного покроя ** Покой Работа 2,1 11,6 7,9 18,6 9,4 21,8 10,0 22.8
* В спецодежде спортивного покроя имеются манжеты на рукавах н брюках, ниэ-
куртки оформлен поясом.
** В спецодежде свободного покроя куртка с центральной застежкой на петли
и пуговицы. Брюки прямого покроя на поясе, застежка на гульфике. Низ куртки, ру~
кавов и брюк свободен.
для температуры воздуха 22°C*
т'22=260+8,7ас-|-0,ЗбВп—0,042а2ц.
Для фильтрующей и комбинированной спецодежды с конст-
руктивными неплотностями (костюм свободного спортивного по-
кроя) допустимая продолжительность работы определяется по
формулам:
для температуры воздуха 45 °C
Т45 Т 4бГ,
И® « 1
гН-------------, Ф = ^+50 (.Ф—1);
1,5+250 a«+50
для температуры воздуха 35 °C
Тз5=Т/35+Лз5,
где
Л35=549,4(1 —8-10-5 (Ф—1) 2В2П](Ф—1);
для температуры воздуха 22 °C
Т22 = Т 224"А22> 1
где
Д22=915,6ф(1—1,34),
<р = (Ф—1) (I—O.OOIck?) (1—0,002Вп).
* В случаях, когда тг превышает продолжительность рабочего дня, этот
параметр носит условный характер н используется для сравнительной оценки
влияния различных вариантов спецодежды на тепловое состояние человека.
114
к
\ Допустимая продолжительеость работы т« при температурах
окружающей среды, лежащих в интервале между приведенны-
ми, значениями (22, 35, 45°C), определяется по линейной интер-
поляции с помощью соотношений:
Для случая 35 °C <1/^45 °C
т,=0,1[Т45 (t—35) +Т35 (45—t) ];
для случая 22еС^/^35°С
Тг=0,077[тз5 (t—22) +т22 (35—/)].
Для легкой работы (категория I) допустимая продолжи-
тельность ее увеличивается в среднем в 1,5 раза, а для тяжелой
работы (категория III) —сокращается в 1,5 раза по сравнению
с величинами, вычисленными по формулам.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
5.1. Производственный микроклимат Руководство по гигиене труда/
Р. Ф. Афанасьева, Л. А. Басаргина, А. Е. Малышева н др ; Под ред. Н. Ф.
Измерова. М., 1987. Т. 1. С. 91—132.
5 2. Кощеев В. С., Кузнец Е. И. Физиология и гигиена индивидуальной
защиты человека в условиях высоких температур.’М., 1986.
Глава 6
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
СПЕЦИАЛЬНОЙ ОДЕЖДЫ И ОЦЕНКА
t ЕЕ КАЧЕСТВА
Специальная одежда, обеспечивающая защиту от опасных и
вредных производственных факторов, должна отвечать эргоно-
мическим, эксплуатационным и эстетическим требованиям [6.1;
6.2]. На практике часто приходится сталкиваться с противоре-
чиями этих требований.
Создание специальной одежды, отвечающей всем перечислен-
ным требованиям, слагается из пяти основных этапов:
1) анализ технических требований и изучение условий тру-
да рабочих;
2) выбор материалов, в наибольшей степени соответствую-
щих конкретным условиям производства (воздействию вредных
и опасных производственных факторов, метеорологическим ус-
ловиям) ;
3) разработка конструкции одежды с учетом динамики рабо-
тающих, локализации воздействия вредного или опасного про-
изводственного фактора и метеорологических условий;
4) оценка специальной одежды в лабораторных и производ-
ственных условиях;
5) разработка нормативно-технической документации на
массовое или серийное изготовление специальной одежды.
8* П5
K.i'/ссгво специальной одежды для рабочих конкретных про/
фессий во многом определяется знаниями условий труда. Поя
изучении условий труда рабочих в первую очередь обращают"
внимание на следующее: характер производственных факторов
и степень их воздействия (по всей поверхности или на локаль-
ных участках); тяжесть выполняемой работы; характерные дви-
жения; метеорологические условия (температура и влажность
воздуха, скорость ветра); режим труда и отдыха; нормативный
срок эксплуатации (в соответствии с нормами бесплатной выда-
чи спецодежды, спецобуви и предохранительных приспособле-
ний) ; эстетические требования (цветовое решение, соответствие
промышленному интерьеру предприятия).
С учетом всех этих факторов разрабатывают специальную
одежду. Например, в соответствии с метеорологическими дан-
ными, интенсивностью физической работы, временем пребыва-
ния на рабочем месте выбирают материалы и разрабатывают
конструкцию одежды, обеспечивающую нормальные условия для
теплообмена человека на производстве. В соответствии же с
характером производственных факторов и движениями человека
выбирают материалы и разрабатывают конструкцию одежды,
обеспечивающую необходимую защиту от этих факторов и сво-
боду движений. Выбранные материалы и конструкция обуслов-
ливают также срок носки специальной одежды и работоспособ-
ность человека.
Материалы выбирают таким образом, чтобы они в наиболь-
шей степени обеспечивали защитные, эксплуатационные и эрго-
номические требования. Для этого в лабораторных условиях на-
ряду с защитными свойствами определяют такие показатели,
как прочность, устойчивость к истиранию, жесткость, воздухо-
проницаемость, влагопроводность, массу и т. д.
Конструкцию специальной одежды разрабатывают с учетом
движений рабочих, свойств материалов и требований, предъяв-
ляемых к данному виду одежды. На этом этапе определяют
изменение размеров отдельных участков фигуры человека в за-
висимости от характера движений при работе. Анализ движений
работающих в различных отраслях промышленности показал,
что при совершении основных (характерных) движений суще-
ственно изменяются значения ведущих размерных признаков фи-
гуры человека. Это подтверждают данные табл. 6.1.
Исходя из динамического прироста измерений при конструи-
ровании изделий устанавливают общий припуск на свободное
облегание и его распределение по основным конструктивным
участкам. При этом учитывают свойства выбранных материа-
лов: жесткость, драпируемость, массу, которые в большой сте-
пени определяют эргономические свойства спецодежды. Улуч-
шению этих свойств спецодежды в последние годы уделяется
большое внимание. Естественно, что любая спецодежда в какой-
то мере ограничивает движения человека.. Однако в любом слу-
116
' Таблица 6.1
Изменение размерных признаков фигуры человека при выполнении
движений
Движение Наименование размерного признака Значение размер ного при- знака, мм Измене- ние раз- мерного признака (динами- ческий прирост), см
Отклонение корпуса назад Длина до талии спереди 54,0 3,6
Полный наклон корпуса вперед, ноги выпрямлены, руки опуще- ны вниз Длина спины до талии 43,4 6,4
Рукн горизонтально вытянуты вперед Ширина спины 19,6 9,4
Лопаткн максимально сближе- ны при опущенных руках Ширина груди 19,0 5,3
Ноги выпрямлены в коленном суставе при полном наклоне туловища вперед Расстояние от линии об- хвата талии до уровня подъягодичной складки (по дуге) 4,1
Нога согнута под прямым уг- лом в тазобедренном и колен- ном суставах Длина ноги 8,0
чае она не должна оказывать нежелательных воздействий на
организм человека, поскольку это связано с уменьшением уров-
ня работоспособности. Одежда при этом в свою очередь претер-
певает ряд изменений: перемещаясь, скользит относительно тела
человека до тех пор, пока возрастающие силы тангенциального
сопротивления не заставят одежду растягиваться, изгибаться
или сжиматься. Деформируясь, одежда воздействует с различ-
ной силой на участки тела человека (давит на его тело). Поэто-
му необходимо создание такой конструкции спецодежды, кото-
рая давала бы возможность работающему осуществлять разно-
образные движения с наибольшим размахом при минимальной
затрате физической энергии.
Степень эргономического совершенства .оценивается по сле-
дующим комплексным показателям: антропометрическому, ги-
гиеническому, физиологическому, психофизиологическому, пси-
хологическому.
Антропометрический показатель качества спецодежды харак-
теризует ее соответствие размерам и форме тела человека. Ги-
гиенический показатель оценивает способность изделия отводить-
или сохранять тепло, удалять влагу и другие продукты жизне-
деятельности организма из пододежного пространства.
Физиологический показатель характеризует тепловое состоя-
ние организма в спецодежде, соответствие силовым и энергети-
ческим возможностям человека. В частности, материалы, из ко-
торых изготовлена спецодежда, должны обладать минимально
ИГ
возможной жесткостью при изгибе и максимальной эластичное
стью, чтобы усилия на преодоление сопротивления одежды це
вызывали повышенной утомляемости человека.
Психофизиологический показатель качества спецодежды
/оценивает ее соответствие особенностям функционирования ор-
ганов чувств человека: зрительным, слуховым, осязательным,
/обонятельным, кинестатическим (мышечным) и т. п. Например,
•одежда с капюшоном или шлемом не должна снижать порог
•слуха у человека или уменьшать поле его зрения. Для ряда
профессий (охотники, охранники и др.) не допускается приме-
нение материалов, издающих при движении шорох, скрип. По-
вышенная масса изделия и неравномерность распределения ее
по поверхности тела человека оказывают чувство давления, по-
тертость кожи и т. п.
Применение материалов с высоким коэффициентом поверх-
ностного отражения (например, металлизированных) может
привести к ухудшению остроты зрения, пропускной способности
зрительного анализатора и т. п.
Психологический показатель характеризует удобство поль-
зования отдельными элементами спецодежды, удобство надева-
ния и снятия ее, соответствие цвета изделия возможностям цве-
тового зрения человека. С учетом этого при проектировании
•спецодежды оценивается удобство пользования карманами и !
другими конструктивными элементами для размещения необхо-
димых предметов труда. Для ряда профессий (например, пожар- ;
•ных, работающих в «горячих цехах», и т. п.) конструкция спец-
одежды должна быть такой, чтобы обеспечить быстрый съем ее i
при необходимости. Цвет материала, из которого должна изго-
товляться спецодежда, не должен оказывать раздражающего \
действия на психику человека. В то же время в ряде случаев
цвет одежды или ее отдельных частей должен быть таким, что- .
»бы в аварийных ситуациях позволял обнаружить человека в ко- ч
роткий срок. ‘
Для оценки эргономических свойств спецодежды в
ЦНИИШПе разработаны и используются антроподинамические -
•стенды для различных видов изделий, микроклиматическая ка- <
мера, различные медицинские приборы и т. д. На антроподина-
•мических стендах проводятся комплексные исследования раз-
ных видов спецодежды (курток, брюк, комбинезонов) и средств
защиты рук (рукавиц, перчаток) [6.1].
При получении эргономических показателей, не соответству-
тощих показателям лучших образцов, в конструкцию вносятся
изменения. Примером этого может служить разработка спец-
одежды для сварщиков. Такая одежда, как известно, изготов-
ляется из материалов повышенной поверхностной плотности,
толщины и жесткости для обеспечения защиты работающего от
искр и брызг расплавленного металла. Как выяснилось при ис-
следовании, разработанная классическая конструкция втачно-
118
го рукава подвергает руку сварщика значительной нагрузке
(свыше 5 Н). Чтобы выявить возможность уменьшения этой на-
грузки, были проведены исследования курток, изготовленных из-
материалов различной поверхностной плотности, жесткости и
конструкции рукава.
В результате этих исследований установлено, что наимень-
шее усилие на руку сварщика обеспечивает куртка,, изготовлен-
ная из мягкой ткани (типа фенилон-ЗН) с рукавом, конструк-
ция которого соответствует основной рабочей позе руки рабо-
тающего (суставный угол между плечом и предплечьем равен
120°).
Проведенные в ЦНИИШПе исследования с применением сов-
ременного математического аппарата позволили выявить опти-
мальные значения конструктивных параметров спецодежды дру-
гого вида — комбинезона:
Конструктивный параметр
Область оптимальных
значений, см
Прибавка
к полуобхвату груди »
на свободу проймы
к обхвату плеча
к участку от 7-го шейного позвонка через па-
ховую область до яремной впаднны
к обхвату бедер
Ширина
по линин колена
изделия внизу
12—14
4—6
11—13
12—14
4,5—6
26—29
24—26
Базовая конструкция комбинезона, разработанная на осно-
ве оптимальных значений конструктивных параметров, прошла
производственные испытания и получила положительные заклю-
чения потребителей.
Обеспечение эргономических требований, предъявляемых к
спецодежде, возможно не только благодаря оптимальным кон-
структивным параметрам, но и благодаря необходимым конст-
руктивным элементам. К основным из таких конструктивных
элементов относятся складки и эластичные вставки. Введение
их в конструкцию позволяет уменьшить прибавки на свободное
облегание без снижения эргономического уровня при одновре-
менном улучшении эстетических свойств (рис. 6.1). Глубина
складок и размер эластичных вставок должны определяться в
зависимости от динамического прироста размерных признаков;
тех участков тела, где предусматриваются вставки или складки
при совершении работающими определенных движений.
В табл. 6.2 приведены эргономические показатели комбинезо-
нов различного конструктивного решения.
Как видно из табл. 6.2, комбинезоны с эластичными встав-
ками и со складками на спинке являются более совершенными’
с эргономической точки зрения, что подтверждается данными
ОЙ I
Рис. 6 1. Модели комбинезонов:
Таблица 6 2"
Эргономические показатели качества комбинезонов
Комбинезон Показатели качества
Перемеще- ние изделия, см Деформация растяжения материала, % Давление, кПа
Эксплуатируемый (ГОСТ 12.4.100—80)
тип А 11 9,4 121
тип Б 8,7 136
Разработанный со складками на спинке 6,8 4,9 86
с эластичными вставками 5,2 2,8 75
физиолого-гигиенической оценки этих изделий, проведенной в
микроклиматической камере с заданными метеорологическими
условиями: температурой, влажностью, скоростью ветра и др.
При объективной оценке функционального состояния орга-
низма человека, одетого в исследуемую одежду, используются
следующие показатели: кистевая мышечная сила и мышечная
выносливость до и после опыта; динамика частоты сердечных,
сокращений непосредственно после окончания работы; восста-
новление пульса после окончания периодов работы в течение-
эксперимента; степень утомления человека по изменению ин-
декса работоспособности при выполнении «степ-теста»; показа-
тель теплового состояния человека; температура кожи и тела;
энерготраты; влагопотери.
Комбинезоны различной конструкции оказывают значитель-
ное влияние на физиологические показатели функционального-
состояния организма человека. Наиболее информативными фи-
зиологическими критериями, определяющими степень влияния
конструкции изделия на общее функциональное состояние ор-
ганизма, являются динамика сердечных сокращений во время
выполнения работы и динамика восстановления их после окон-
чания работы. Эти показатели хорошо коррелируются с субъек-
тивными ощущениями испытуемых.
Гигиенический показатель качества спецодежды — наиболее
важный эргономический критерий. Об эргономическом совер-
шенстве спецодежды можно судить по гемодинамическим пока-
зателям (частоте сердечных сокращений, артериальному давле-
нию), работоспособности, состоянию центральной нервной сис-
темы, критериям теплового состояния. Например, об удобстве
курток с рукавами различного покроя можно судить по частоте
сердечных сокращений (табл. 6.3),
При выполнении легкой работы и работы средней тяжести
с эргономической точки зрения наиболее совершенным являет-
ся покрой рукава с ластовицей.
12Ь
Таблица 6.3
Зависимость частоты сердечных сокращений от покроя рукавов
Покрой рукава Угол отведения кон- структивной линии рукава от горизон- тали, град Пульс, ударов в минуту, после периодов работы (20 мин)
1-го 2-го 3-го
Реглан 30 132 122 113
> 10 126 104 113
Дельновыкроенный с ла- стовицей 30 118 120 112
То же 10 108 102 108
Зависимость частоты сердечных сокращений человека в спец-
одежде от ее массы хорошо видна из данных, приведенных в
табл. 6.4.
Об уровне эргономического совершенства спецодежды мож-
но судить также по состоянию двигательного анализатора, оп-
ределяемого путем оценки времени выполнения движений чело-
веком и точности координации этих движений.
Так, при оценке удобства конструкции двух видов брюк с
помощью этого показателя было выявлено, что у испытуемых
в брюках, оцененных ими как более удобные, степень коорди-
нации после 1,5 ч работы изменилась на 18,9%, а как неудоб-
ные — на 28,3 %.
При эргономической оценке качества конструкции спецодеж-
ды используются методы определения мышечной силы и вынос-
ливости правой и левой руки до и после опыта. Так, у испы-
туемого, одетого в куртку с прибавкой на свободное облегание
в области груди 5 см и с рукавами реглан, отмечается значи-
тельное уменьшение мышечной силы кисти (до 30%) после фи-
зической нагрузки, а в случае прибавки на свободное облегание
И см при прочих равных условиях изменений мышечной силы
не наблюдается.
Давление одежды на тело человека — один из важнейших
показателей, определяющих уровень ее эргономического совер-
Таблица 6.4
Зависимость частоты сердечных сокращений от массы спецодежды_
Спецодежда Пульс, ударов в минуту, после физической работы в течение, мин
1 2 3
Образец 1 массой х кг
Образец 2 массой (х-{-2) кг
132 1*20 114
141 135 129
122
шенства. Этот показатель может быть различным в зависимос-
ти от назначевдия изделий. Так, для брюк типа джинсов он со-
ставляет 150— 170 кПа, для комбинезона специального назначе-
ния— 70 кПа. При этом надо иметь в виду, что спецодежда,
оказывая в прсоцессе эксплуатации давление на тело человека,
не должна вызшвать раздражение кожи, наминов, потертостей.
Как известию, в последние годы во всем мире растет произ-
водство синтетических нитей и волокон, а следовательно, и ма-
териалов из нщх. Материалы из синтетических волокон облада-
ют многими положительными свойствами: долговечностью, ста-
бильностью размеров, удобством ухода и высоким уровнем эс-
тетических свойств. Однако применение этих гидрофобных ма-
териалов оказьивает неблагоприятное влияние на микроклимат-
под одеждой, вызывая неприятные ощущения от электрических
разрядов, раздражение кожи, быструю загрязняемость. Кроме-
того, для некоторых химических волокон характерна недостаточ-
ная химическая! стабильность. Существенным недостатком гид-
рофобных химищеских волокон является их высокая электри-
зуемость, отрицательно влияющая на самочувствие человека.
В связи с этгим возникла проблема, связанная с выяснением
влияния волокнистого состава материалов на микроклимат под
одеждой и определением оптимальной смеси синтетических и
натуральных волокон. Последнее позволяет сочетать положи-
тельные свойства волокон и компенсировать их недостатки.
В практике Изготовления спецодежды наиболее часто исполь-
зуются следующие соотношения синтетических (полиамидных —
ПА, полиэфирнвых — ПЭ) и натуральных (в частности, хлопча-
тобумажных) волокон: 50% ПА+50% Х/б; 50% ПЭ-)-50% Х/б;
65% ПА+35% Ж/б; 65% ПЭ+35% Х/б и т. д.
Другим направлением, связанным с улучшением гигиеничес-
ких свойств синтетических волокон, является их химическая и
физическая модификация, способствующая изменению гигроско-
пичности, антисчгатичности, воздухопроницаемости, тепло- и вла-
гопроводности.
Тенденция замены при изготовлении материалов для спец-
одежды натуральных волокон на синтетические открывает ши-
рокие возможноксти для обеспечения высокого защитного эффек-
та. Однако гигиенические свойства таких материалов значитель-
но уступают натгуральным, что связано с гидрофобностью син-
тетических воложон, их высокой теплопроводностью. Поэтому
замена натуральных волокон на синтетические ведет к ухудше-
нию гигиенических свойств одежды вследствие нарушения преж-
де всего тепловл.агообмена организма.
Ухудшение гигиенических свойств одежды из синтетических
материалов усиливается при изменении физической активности
человека, при дискомфортных микроклиматических условиях ок-
ружающей средьд, что ведет к снижению работоспособности че-
ловека.
123:
Iородинским С. М. и другими исследователями установлено,?
чю при оптимальном тепловом состоянии за 1 ч выполнения*
работы средней тяжести работоспособность человека снижает-
ся на 2,2—3,8%, при допустимом тепловом состоянии — на 5—
*8,1%, при предельном уровне теплового состояния — на 9,6—
11,2%. В условиях тепловых нагрузок на организм изменяется
также способность человека к координированным движениям.
Поэтому необходимо найти такие сочетания гидрофильных (на-
туральных) и гидрофобных (синтетических) волокон, которые
включали бы в себя положительные свойства обоих компонен-
тов, а материалы из них оказывали бы на тепловое состояние
человека минимальное воздействие.
В ЦНИИШПе проведены исследования по установлению ги-
гиенической регламентации допустимого вложения синтетичес-
ких волокон в различный ассортимент материалов для спецодеж-
ды. Эти исследования основаны на оценке теплового и функцио-
нального состояния человека при эксплуатации одежды, изго-
товленной из материалов с различными физико-гигиеническими
свойствами. Опыт эксплуатации спецодежды из одних и тех же
материалов показал, что тепловое состояние человека значи-
тельно различается в зависимости от метеорологических условий
и уровня физической активности.
Исходя из перспективы развития материалов для спецодеж-
ды в табл. 6 5 приведен перечень тех материалов, из которых
изготовлялись образцы спецодежды. В соответствии с приме-
няемой в ЦНИИШПе методикой физиолого-гигиенической оцен-
ки уровня качества проводились сравнительные исследования об-
разцов спецодежды, изготовленных из материалов различного
волокнистого состава.
При эксплуатации одежды как из натуральных волокон, так
и из смеси с вложением синтетических волокон в нормальных
Таблица 65
Сырьевой состав материалов и масса изделий
Сырьевой состав материала, % Воздухопро- ницаемость, дм3/(м2 с) Мас< Костюм га, г Халат
100 Х/б
50 Х/б+50 ПЭ
50 Х/б+50 ПЭ
50 Х/б+50 ПЭ
50 Х/б+50 ПЭ
67 В+33 ПЭ
67 ПЭ+33 Х/б
30 Х/б+70 ПЭ
67 ПЭ+33 В
<67 В+33 ПЭ
М. Я 630 480
60 742 540
80 740 540
115 665 486
250 595 445
— 735 560
—- 770 575
.—я,-, 1315 985
877 646
— ИЗО 750
Х/б — хлопчатобумажная пря-
Примечание В таблице условно обозначены,
жа, ПЭ — полиэфирные нити; В — вискозные нити.
условиях при выполнении работ легкой и средней категории тя-
жести существенной разницы в увеличении напряжения функ-
циональных систем организма человека не выявлено. Наблюда-
ется некоторое ухудшение теплового состояния человека только
лишь при выполнении работ с высоким уровнем энерготрат в
изделиях из смесовых тканей с вложением более 50% полиэфир-
ного волокна.
Наиболее значимая разница получена при исследовании
спецодежды, изготовленной из смесовых тканей (с вложением
«синтетических волокон более 50%), эксплуатируемой в услови-
ях умеренно нагревающего микроклимата при температуре ок-
ружающего воздуха 30±5°С и выполнении физической работы
различной тяжести. Это наглядно прослеживается при сравне-
нии цоказателей состояния человека, характеризующих скорость
влагопотерь. Эффективность испарения влаги обусловливает
влагопроводную функцию одежды и рациональность ее конст-
рукции.
Так, в случае легкой физической нагрузки при температуре
воздуха 30...35 °C в халатах из смесовых тканей с вложением
70 % массы полиэфирных волокон скорость влагопотерь увеличи-
вается на 48,5% по сравнению с аналогичными условиями при
эксплуатации халатов из натуральных волокон.
Сравнительный анализ показателей функционального состоя-
ния нервно-мышечной системы человека, выполняющего легкую
работу в спецодежде из 100% хлопка и смесовых материалов
при вложении в них более 50% полиэфирного волокна, свиде-
тельствует о снижении коэффициента мышечной выносливости
(0,88—0,96 в костюмах из хлопка и 0,8—0,82 в костюмах из сме-
си с вложением 67% полиэфирного волокна).
Аналогичные данные получены при эксплуатации спецодеж-
ды, изготовленной из материалов с вложением синтетических
волокон более 50%, работающими с энерготратами 220 Вт (сред-
няя физическая нагрузка). Например, при вложении в смесовые
материалы до 70% синтетических волокон растет скорость уве-
личения температуры тела, что вызывает увеличение накопле-
ния тепла в организме в среднем на 30—40% по сравнению со
спецодеждой из материалов с 50% синтетических волокон. Од-
новременно при вложении до 70% синтетических волокон сни-
жается эффективность испарения влаги на 14,3%.
При вложении в материалы более 67% синтетических во-
локон ухудшаются показатели пододежного микроклимата и по-
казатели, характеризующие напряжение нервных процессов.
При этом увеличение воздухопроницаемости смесовых тканей с
вложением 50% синтетических волокон свыше 60—80 дм3/(м2-с)
не влияет на улучшение показателей теплового и функциональ-
ного состояния работающих.
Результаты физиолого-гигиенической оценки спецодежды,
эксплуатируемой при выполнении тяжелой физической работы
125
(энерготраты 300 Вт), показывают, что при работе в спецодеж-
де из материала с вложением синтетических волокон 67% ско-
рость накопления тепла увеличивается по сравнению с изделия-
ми из 100 %-го хлопка на 44%. Следовательно, у работающих в
костюмах из указанных смесовых тканей почти в 1,5 раза бу-
дет расти напряжение терморегуляционной сиитемы, а значит,
и утомление.
Анализ показателей пододежного микроклимата свидетель-
ствует также о том, что при использовании смесовых тканей с
вложением синтетических волокон более 50% происходит более
резкое увеличение температуры пододежного воздуха в области
спины и груди, чем при эксплуатации спецодежды из 100 %-го
хлопка.
Проведенными в ЦНИИШПе физиолОго-гигиеническими ис-
следованиями установлено, что в спецодежде из смесовых тка-
ней с вложением более 50% синтетических волокон не снижает-
ся температура воздуха и относительная влажность под одеждой
в периоды отдыха, что увеличивает скорость утомляемости че-
ловека.
Таким образом, на основании выполненных в ЦНИИШПе ис-
следований сделаны выводы, что применение смесовых тканей
для изготовления спецодежды необходимо дифференцировать в
зависимости от доли вложения синтетических волокон, уровня
энерготрат и климатических условий.
Правильное применение этих материалов позволит обеспе-
чить лучшие гигиенические, эксплуатационные и эстетические
свойства спецодежды.
Показатели функционального состояния человека в специ-
альной одежде при выполнении легкой, средней тяжести и тя-
желой работы представлены в табл. 5, 6, 7 приложения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
6.1. Чубарова 3. С. Методы оценки качества специальной одеж-
ды. М., 1988.
6.2. Кокеткин П. П., Чубарова 3. С., Афанасьева Р. Ф. Промышленное
лроектирование специальной одежды. М., 1982.
Глава 7
МЕТОДЫ ФИЗИОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКОЙ
ОЦЕНКИ ОДЕЖДЫ
Физиолого-гигиеническая оценка одежды выполняется с, целы»
определения соответствия ее условиям носки, сравнения сущест-
вующей и вновь созданной одежды, установления допустимого,
времени непрерывной эксплуатации и др.
126
При физиолого-гигиенической оценке определяют влияние
одежды на показатели теплового состояния человека и микро-
климата под одеждой, уделяют внимание субъективному теп-
ловому состоянию человека, степени удобства одежды н др.
Оценку производят методами биотермометрии, биокалориметрии
и биовлагометрии.
7.1. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
Современные типы биотермометров классифицируют по двум
признакам [7.1]:
1) конструкции, зависящей от области тела, в которой ус-
танавливают датчики — аксиллярные (в подмышечной впади-
не), оральные (во рту), ректальные (в прямой кишке), паховые,
пупочные, кожные и др.;
2) термометрическому эффекту, на котором основан прин-
цип работы термометра,— тепловое расширение, изменение элек-
трического сопротивления, термоэлектричество, тепловое излу-
чение и др.
В физиолого-гигиенической практике оценки одежды наиболь-
шее распространение среди биотермометров получили термомет-
ры сопротивления и термопары.
В датчиках термометров сопротивления используется зави-
симость изменения электрического сопротивления чувствитель-
ного элемента от температуры. В качестве материалов для чув-
ствительного элемента используют чистые металлы, их сплавы,
полупроводники и т. д. Для чистых металлов характерно по-
стоянство температурного коэффициента сопротивления. Из ме-
таллов наиболее широко применяются медь и платина. Чувст-
вительные элементы в полупроводниковых термометрах сопро-
тивления (термисторах или терморезисторах) выполняются из
материалов, полученных из смесей окислов: NiO, Мп2О3, СО2О3
и т. д.
Термисторы обладают высокой температурной чувствитель-
ностью. Температурный коэффициент термисторов в диапазоне
температур 20...40 °C в 5—20 раз выше, чем температурный ко-
эффициент металлических термометров. Это обстоятельство объ-
ясняет широкое использование термисторов в технике биотер-
мометрии. Измерение электрических сопротивлений термометров
производят с помощью известных уравновешенных и неуравно-
вешенных мостовых схем.
В основе действия термопарных медицинских термометров
лежит известное явление возникновения разности потенциалов
на концах электрической цепи, которая состоит из двух и более
разнородных металлических проводников (так же в полупровод-
никах, кристаллах, расплавах и др.). Эту разность потенциалов
называют электродвижущей силой, которая зависит от темпера-
туры и материала электродов, образующих пару.
127
। N, и' ' i.шильными термоэлектрическими свойствами об-
। । । । in i крмолары из чистых металлов. Вместе с тем малая ве-
личина развиваемой ими термоЭДС предъявляет высокие тре-
бования к чувствительности измерительных приборов. Поэтому
одним из способов повышения чувствительности измерительной
схемы является использование батареи последовательно соеди-
ненных термопар. Другой способ повышения чувствительности
измерительной схемы — увеличение разности температур спаев.
В этом случае один из термоспаев (контрольный) помещают в со-
суд с тающим льдом. Полупроводниковые термопары развивают
значительные разности потенциалов (300 мкВ/K и более), но их
термоэлектродвижущая сила зависит от температуры. Однако-
несмотря на то что при физиолого-гигиенической оценке одежды,
диапазон измеряемых температур небольшой, применение полу-
проводниковых термопар предпочтительнее [7.1].
Температуру тела можно определять различными способа-
ми: в подмышечной впадине, во рту, в слуховом проходе, в пря-
мой кишке. Из общепринятых и доступных способов измерения
температуры тела наиболее надежным и точным является изме-
рение температуры в прямой кишке. Вследствие глубокого рас-
положения в организме прямая кишка хорошо изолирована, ее
температура (1Р) близка к температуре крови в аорте, а измене-
ние температуры в аорте сказывается на показаниях ректальной
температуры. Поэтому ректальная температура мало изменчива
при резких и кратковременных тепловых воздействиях на кожу.
Температура тела, измеренная в подмышечной впадине или под
языком, под влиянием различных факторов (например, обиль-
ного потоотделения или вдыхания холодного воздуха) может
значительно отличаться от температуры артериальной крови. По
данным физиологов, при измерении температуры тела tp датчик
должен быть погружен в прямую кишку на глубину 8—12 см.
Для измерения температуры тела в процессе исследования одеж-
ды используются электротермометры различных марок (ТСМ.-2,
ТЭМП-60 и др.). Для измерения температуры кожи применяют-
ся термисторы КМТ-12, М.М.Т-1, М.М.Т-4, термометры сопротив-
ления (например, ТСМ.-410-01).
Датчики для измерения температуры кожи размещают, как
было сказано в предыдущих разделах, в 11 точках поверхности
тела. Температура кожи измеряется с помощью регистрирующей
аппаратуры через каждые 5 мин. Измерение температуры кожи
представляет собой сложный процесс. При наложении термо-
чувствительного датчика на кожу в месте контакта нарушается
нормальный теплообмен, что является одной из причин погреш-
ностей измерения температуры. Для исключения влияния конст-
рукции датчика на измерения температуры кожи датчик должен
удовлетворять следующим требованиям [7.2]: иметь как можно
меньшую площадь контакта с кожей, минимальную толщину и
инерционность; степень прижатия датчика к коже должна быть
128
постоянной и не превышать 0,2—0,25 Па; датчики не должны
раздражать участков кожи, температура которых измеряется.
Наиболее универсальными для измерения температуры кожи
являются микротермисторы (МТ-54, МКМТ-16), представляю-
щие собой бусинку диаметром 0,5 мм, изготовленную из полу-
проводникового материала, который заключен в стеклянную обо-
лочку. Площадь соприкосновения таких датчиков с кожей сос-
тавляет 0,2 мм2. Температурные датчики крепятся на поверхно-
сти тела человека с помощью резиновой тесьмы. При измерении
температуры наблюдаются такие погрешности, влияющие на до-
стоверность полученных измерений, как погрешности эталониро-
вания биотермометров, погрешности измерительной схемы, пог-
решности, вызванные теплообменом биотермометра с окружаю-
щей средой и телами, погрешности, связанные с инерционностью
биотермометров и др.
Перечисленные систематические погрешности измерения тем-
пературы, учет которых необходим при физиолого-гигиенической
оценке одежды, и рекомендации для их уменьшения подробно,
рассмотрены в работе [7.1].
При гигиенической оценке одежды с целью регистрации тем-
пературы используют не только обычнук) проводную связь, но
и радиотелеметрию [7.3]. Однако современная радиотелеметри-
ческая аппаратура в большинстве случаев имеет большие габа-
риты. Вследствие этого ее применение ограниченно.
7.2. БИОКАЛОРИМЕТРИЯ
При изучении теплового состояния человека в одежде большую
роль играют методы биокалориметрии, которые позволяют оп-
ределить энерготраты, теплопродукцию, тепло- и влаговыделе-
ние. Параллельно изучаются состояние сердечно-сосудистой си-
стемы, нарушения в которой возникают вследствие перегревания
или переохлаждения организма человека и температурного воз-
действия внешней среды. Энерготраты определяют при оценке
различных конструктивных изменений в одежде. По данным [7.3],
например, при исследовании всесезонных курток с различными
прибавками на свободу облегания по линии груди наблюдается
увеличение энерготрат при выполнении дозированной физичес-
кой нагрузки (подъем штанги массой 10 кг на высоту вытяну-
тых вверх рук с частотой 15 подъемов и опусканий в минуту);
в куртке с П7 = 5 см энерготраты составляют 133 Вт, в куртке
с 77г== 11 см они равны 118 Вт. Энергообмен организма челове-
ка производят методами непрямой и прямой калориметрии.
Методы непрямой калориметрии. Энерготраты при использо-
вании метода непрямой калориметрии определяют исходя из
объема поглощенного организмом человека кислорода (1/О2) и
объема^ выделенного углекислого газа( Vco,), измеренных с по-
мощью газообменных методик. С учетом дыхательного коэффи-
9—146 129
циента Д= Vc02/Vo, и в зависимости от значения теплового эк-
вивалента 1 л поглощенного кислорода рассчитывают энерго-
траты человека. По этому же методу устанавливают теплопро-
дукцию человека и энергию, затрачиваемую им на выполнение
внешней работы.
Значения дыхательного коэффициента находятся в пределах
0,7—1. В зависимости от природы окисляемой в организме пи-
щи коэффициент Д при окислении углеводов равен 1, белков —
0,85, жиров — 0,7 и смешанной пищи — 0,82. Тепловой эквива-
лент (калорический коэффициент) 1 л поглощенного кислорода
принимают равным для углеводов 5, белков — 5,85 и жиров—.
4,7 Вт.
Для анализа выдыхаемого воздуха в методах непрямой ка-
лориметрии используются приборы, работающие по принцип]
газоанализной и объемной методик [7.2].
По газоанализной методике контролируют только выдыхае
мый воздух. Его объем измеряют с помощью газовых счетчиков
а содержание в нем СО2 и О2— химическими или физическим:
газоанализаторами. Широко известен работающий по этом
принципу прибор Дугласа — Холдена. Определение содержани
кислорода и углекислого газа в выдыхаемом воздухе основан
на принципе измерения объема воздуха до и после обработк;
его химическими веществами, поглощающими из него СО2 и Q
Газоанализный метод Дугласа — Холдена не требует сложнс
аппаратуры. Однако процесс проведения исследований трудо
мок. Необходимость работы со ртутью и щелочью в качест]
поглотителей СО2 и О2 требует для проведения исследован»
специальных помещений. Автоматические газоанализаторы (пр
боры открытого типа) более удобны. Выдыхаемый воздух в т
ких приборах выпускается через газовый счетчик в атмосфер
а часть воздуха направляется в газоанализатор для определ
ния О2 и СО2.
Автоматическими газоанализаторами открытого типа явл
ются СОТ-1, ЛГИ-1, прибор Белау и др. Такие газоанализатор
имеют ряд недостатков: невысокую точность прибора, невозмог
ность проводить исследования в разных газовых режимах дых
ния, инерционность, громоздкость и т. д.
Объемная методика заключается в регистрации уменьшен!
объема газа в замкнутой системе, к которой присоединен чел
век. Выделяемый человеком углекислый газ улавливается по
л отплел ем (твердым или жидким). Достоинство объемной м
тодаки заключается в том, что искомые величины определяют
сразу, без промежуточных или косвенных измерений. Для эт:
исследований используются приборы закрытого типа, рабоч'
частью которых является спирометр — аппарат, измеряющ;
объемы газов.
Спирометр 1 соединен (рис. 7.1) с мундштуком 3, через к
торый дышит человек, забирая при вдохе воздух из спиромет:
130
и выдыхая его обратно. На
пути выдыхаемого воздуха
установлен поглотитель 4
углекислого газа. Так как
кислород потребляется чело-
веком постоянно, а выдыхае-
мый углекислый газ погло-
щается химическими веще-
ствами, объем воздуха в ап-
парате уменьшается. При
выдыхании человека спиро-
метр реагирует на измене-
ние объема воздуха, а по-
средством самописца 2 реги-
2
Рис 7 1 Схема спирометра-
стрируется дыхательный процесс на движущейся ленте. На спи-
рометре регистрируются все данные, характеризующие внешнее
дыхание человека: глубина, частота и ритм, продолжительность
вдоха и выдоха, объемы поглощенного кислорода и выделенного
углекислого газа.
Спирометры позволяют проводить .газовый анализ воздуха
при содержании в нем не более 21 % кислорода. При исследова-
нии некоторых видов специальной одежды вдыхаемый воздух
может содержать до 30—70% кислорода. В связи с этим анализ
воздуха выполняют на газоанализаторах, позволяющих опреде-
лять высокие концентрации кислорода. Для газового анализа
вдыхаемого и выдыхаемого воздуха широко применяется метод
газовой хроматографии, основанный на физическом разделении
сложных смесей [7.4]. С помощью газохроматографов произво-
дится разделение газовых смесей, качественный и количествен-
ный анализ отдельных ЧОмпбнёйтбВ.
Основные ’^астй газохромаТографй (рис. ?,£)—разделитель-
ИЯ?. колонка с определенным йаполнейй£М и детектор, который
фиксирует входящие в него компоненты газовой смеси. Газ-но-
ситель (азот, аргон, водород и др.) из баллона 1 поступает че-
рез редукционный вентиль 2 в осушитель 3 для удаления из него
влаги. Необходимый расход газа-носителя устанавливается по
ротаметру 4. Далее газ-носитель проходит приспособление 5 для
ввода исследуемой газовой пробы, откуда введенная проба воз-
9*
д\\;i hoiohOM газа вносится в хроматографическую разделитель-
ною колонку 6. Разделенные компоненты из колонки поступа-
ют в детектор 7, величина сигнала которого определяется хими-
ческими свойствами и количеством исследуемого газа. Хромато-
грамма разделения газовой смеси записывается на ленте само-
писца 8.
Метод газовой хроматографии прост, позволяет повысить точ-
ность исследований и сократить время анализа газовой смеси
(продолжительность анализа пробы не превышает 5 мин).
Для определения энерготрат может быть использовано эм-
пирическое уравнение, устанавливающее зависимость энерго-
трат от объема легочной вентиляции:
Q3.T— 0,233 V, .
где V — объем легочной вентиляции, приведенный к нормальному давленивд
при температуре воздуха О °C, дм3/ч. Й
Функцию внешнего дыхания определяют на приборе «Спире
2-25». Работа прибора основана на принципе объемных измерен
ний вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, причем вдох произвол
дится из одного объема, а выдох —в другой. Для определения
минутного объема дыхания (МОД) или минутной вентиляция
легких (МВЛ) включают счетчик. Разность показаний счетчика
в момент вдоха и выдоха, деленная на время исследования в ми|
нутах, показывает минутный объем дыхания или минутную веад
тиляцию легких.
Для изучения теплового состояния человека в некоторых ви!
дах специальной одежды (средствах индивидуальной защитны
когда следует учитывать физические особенности теплообмена
человека, целесообразно применять метод прямой калориметрии!
Метод прямой калориметрии позволяет непосредственно измм
рять теплопродукцию и тепловыделения человека. Для болев
глубокого и всестороннего изучения процессов теплообмена чет
ловека в средствах индивидуальной защиты возможно одноврея
менное применение непрямой и прямой калориметрии. и
Методы прямой биокалориметрии. Биокалориметры, исполй
зуемые в методах прямой биокалориметрии, различаются по ком
струкции и типу теплопередачи. Биокалориметры бывают прей
точные и статичные. К проточным биокалориметрам относятся
носимые, изотермические и косвенные, к статичным — адиабатйя
ческие, компенсационные, градиентные и динамические. В про!
точных биокалориметрах (изотермических устройствах) за сче1
высокой теплопроводности внешних оболочек тепло, выделяемое
биологическим объектом, отводится из калориметрической каме!
ры. В качестве теплоприемников применяют лед или воду, теку!
щую по трубам теплообменника (рис. 7.3). Принцип работы
проточных биокалориметров заключается в следующем: лед или
вода воспринимают тепло, выделяемое в калориметре, количе!
Рис. 7.3. Схемы изо-
термических биокало-
риметров:
а — с теплоприемником
в виде льда; б— с теп-
допрнемником в виде
воды; 1 — объект иссле-
дования; 2 — теплопри-
емник; 3 — теплоизоля-
ционная оболочка
ство которого при постоянном расходе пропорционально изме-
нению температуры жидкости.
В зависимости от вида циркуляционной системы различают
лроточные биокалориметры открытого и закрытого типов. В био-
калориметрах первого типа производится одноразовое исполь-
зование жидкости. Преимуществом таких биокалориметров яв-
ляется простота конструкции и высокая точность измерения
расхода жидкости. В биокалориметрах второго закрытого типа
( циркуляция жидкости, которая обеспечивается насосом, требует
применения расходомеров и систем поддержания или регулиро-
вания расхода теплоносителя. Калориметрические измерения в
протонных биокалориметрах просты, но имеется ряд трудностей:
систематические погрешности измерения зависят от точности из-
мерения большого числа параметров (удельной теплоемкости,
плотности, расхода и изменения температуры жидкости). Осо-
бые трудности представляют случайные погрешности, связанные
с неравномерностью потока жидкости, появлением пузырьков
воздуха и др. Для уменьшения этих погрешностей применяют ре-
гуляторы расхода жидкости [7.5].
В статичных биокалориметрах предусмотрена оболочка, ог-
раничивающая объем рабочей камеры и одновременно регист-
рирующая интенсивность тепловых процессов в калориметре.
Адиабатические биокалориметры характеризуются малой (близ-
кой к нулю) теплопроводностью системы оболочек, отделяющих
«го рабочую камеру от окружающей среды. Биологический объ-
ект в них термически изолирован.
Если теплопроводность среды, разделяющей оболочки био-
калориметра (X), равна нулю, то тепловой поток между обо-
лочками также становится равным нулю. Тепло, выделяемое в
калориметре (Q), становится равным произведению теплоемко-
I сти (с) на разницу температур в начале и конце наблюдения
(ДГ) : Q = c\T.
В адиабатических биокалориметрах при исследованиях жи-
‘ вого организма важным является исключить теплообмен между
его рабочей и внешней оболочками (рис. 7.4). Это достигается
применением различных устройств, способных автоматически
выравнивать среднеповерхностные, температуры этих оболочек
[7.6]. Адиабатические биокалориметры при исследовании тепло-
133
Рис 7 4 Схема адиабатического биокалориметра •
1 объект исследования, 2 — оболочка рабочей камеры, 3 — внешняя оболочка; 4 —►
измерительное устройство
Рис 7 5 Схема компенсационного биокалориметра:
1 — рабочий калориметр; 2 — контрольный калориметр, 3 — контрольная термоэлектри*
ческая батарея, 4 — рабочая термоэлектрическая батарея
выделений человека не получили широкого распространения по
ряду причин. Одна из них следующая: для точного отсчета по-
вышения температуры человека интервал времени после начала
опыта должен быть большим, что приводит к перегреву орга-
низма человека.
В компенсационных биокалориметрах достигается высокая
чувствительность при измерении теплопродукции живого орга-
низма. В них применяются два одинаковых, термически симмет-
ричных калориметра (рис. 7.5). В один калориметр помещают
биологический объект, в другой — источник физической приро-
ды, основанный, например, на эффекте Джоуля. Процесс изме-
рения регулируется таким образом, чтобы разность термоЭДС
между рабочей и контрольной термобатареями равнялась нулю.
Преимущество применения компенсационных биокалоримет-
ров— отсутствие в исследованиях таких трудоемких операций,
как калибровка и учет тепловых потерь вследствие теплообме-
на калориметра с окружающей средой. Однако препятствиями
для использования компенсационных биокалориметров являют-
ся сложность и высокая стоимость их изготовления, обеспечение
идентичности условий теплообмена и др. В этой связи сущест-
венным вкладом в совершенствование биокалориметрической
техники служит разработка градиентного и динамического био-
калориметров.
В градиентном биокалориметре внутренняя поверхность ка-
меры покрыта тонким равномерным слоем изолирующего мате-
риала. При этом градиент температуры внутренней и наружной
поверхности слоя пропорционален скорости проведения тепла от
любого тела, находящегося в калориметрической камере. Пе-
реход от одного уровня теплоотдачи к другому приводит к быст-
рому повышению или понижению градиента. Градиент темпе-
а #
Рис 7 6 Градиентный биокалориметр:
а — общая схема установки, б — схема
градиентного слоя, / — медь, 2 — констан-
тан, 3 — градиентный слой, 4 — металли-
ческая оболочка
натуры и скорость его измене-
ния зависят от толщины изо-
«лирующего слоя. Среднее зна-
чение температурного градиен-
та независимо от размера,
-формы и расположения источ-
ника тепла и путей потери его
организмом (испарением, про-
ведением, излучением). Схема-
тичное изображение градиент-
ного биокалориметра приведе-
но на рис. 7 6.
Материалы, применяемые в
качестве градиентного слоя,
разнообразны: целлофан, стек-
лоткань, синтетическая ткань.
Чувствительными элементами
.датчиков теплового потока живого организма являются диффе-
ренциальные термопары. Метод градиентной биокалориметрии
требует однородности градиентного слоя вне зависимости от
.геометрической формы устройства, высокой чувствительности
датчиков и малой инерционности. Эти требования предопреде-
ляют наличие большого (от 10 до 100 тыс.) числа термопар,
расположенных равномерно на стенках оболочек биокалоримет-
ра, что ведет к его усложнению.
Динамические биокалориметры (осциллографы) позволяют
производить быстрые измерения тепловых эффектов, адекват-
ных изучаемым физиологическим процессам [7.7]. Сущность ме-
тода измерения заключается в том, что количество тепла, вос-
принимаемое оболочкой калориметра за определенный интервал
времени, и количество тепла, которое оболочка калориметра пе-
редает во внешнюю среду, уравновешиваются количеством теп-
ла, выделяющимся в рабочей камере за это время.
Конструкции динамических биокалориметров снабжены сис-
темой вентиляции, газового анализа и термостатирования рабо-
чего объема камеры. Они позволяют с большой точностью (до
2%) проводить биоэнергетические эксперименты в интервале
температур 4—40 °C, обладают высокой чувствительностью и ма-
лой инерционностью. Для измерения температуры тела биоло-
. тических объектов используются термопары (от 3 до 6 шт.).
\ Прямые калориметрические измерения обеспечивают точные
: я надежные результаты, дают возможность проводить физиоло-
го-гигиенические исследования в широком диапазоне изменения
’ параметров окружающей среды. Однако рассмотренные выше
биокалориметры представляют собой герметичные камеры, ра-
бочий объем которых зависит от размеров и характера движе-
ний исследуемого биологического объекта. Применительно к ис-
следованиям человека, находящегося в покое (например, в поло-
t HWHHfflMnnnmWHHIimininnifHHIlinnmrrrrrninBmnnnnnB
.............“"‘'"TTflltllllWIIIlHllIllltlllllll
Классификация носимых биокалориметров
Схема 7.1.
женин лежа), объем камеры составляет 2 м3, а в случае выпол-
нения физической нагрузки — в несколько раз больше. Поэтому
термическая инерционность таких систем велика (значительна
объемная теплоемкость системы, плохая теплопроводность ра-
бочих сред) и измеряется десятками минут, часами. В результа-
те исследования в таких калориметрических системах проводят-
ся в течение длительного времени. Новое поколение калоримет-
ров— это носимые биокалориметры (НБК), обеспечивающие
калориметрические исследования человека непосредственно в хо-
де его жизнедеятельности. В зависимости от среды обитания
НБК подразделяются на наземные, высотные и подводные (схе-
ма 7.1).
Вредные факторы окружающей среды (температура, хими-
ческие и радиоактивные вещества, движение) определили виды
биокалориметров: пневмокостюмы, водолазные комбинезоны,
скафандры авиационные и* космические. Конструкция перечис-
ленных биокалориметров при сохранении эффективной защиты
от вредных факторов среды обитания человека (повышенного и
пониженного барометрического давления, высоких и низких тем-
ператур, радиации, воздействия химических веществ и др.) обес-
печивает измерение показателей теплового состояния человека.
Все носимые биокалориметры изолирующего типа содержат
герметичную оболочку, разделяющую внутреннюю и внешнюю
среды и близкую по конструкции к антропометрическим данным
человека; поверхность гермооболочки термоградиентного слоя —
измеритель теплопередачи через эту оболочку; устройства, обес-
печивающие калориметрирование текучих рабочих сред (жидко-
сти, газа) в системах охлаждения и вентиляции изделий; систе-
му отбора проб для анализа газа в свободном объеме носимого
биокалориметра, а также вдыхаемого и выдыхаемого человеком
газа. По конструктивным различиям носимые биокалориметры
делятся на наземные НБК-1, высотные НБК-2 и подводные?
НБК-3.
136
В наземных носимых биокалориметрах внешняя (гермосило-
вая) оболочка вследствие малых перепадов давлений между f
внутренней и наружной средой выполняется в виде тонкого мо- !
нослоя из специального материала. Такой материал защищает ‘
организм человека от различных вредных (химических, радио-
активных и др.) воздействий. При малом избыточном давлении .
газа в подкостюмном пространстве у человека сохраняется хо-
рошая подвижность. !
В высотных носимых биокалориметрах (авиационных и кос-
мических) предъявляются высокие требования к герметичности
и силовым свойствам оболочек. При больших перепадах давле-
ний между внутренней и внешней средой эти требования входят
в противоречие с другим важным требованием — обеспечение вы-
сокой подвижности при выполнении человеком работ в специ-
фических условиях обитания. Современные авиационные и кос-
мические скафандры разнообразны. Известны конструкции мяг- ;
ких и жестких скафандров [7.8].
Подводные носимые биокалориметры предназначены для ис-
следования тепловых эффектов в условиях воздействия высоких
давлений окружающей водной среды и низкой температуры.
В настоящее время наиболее широко применяются для эксплуа- I
тации и физиолого-гигиенических экспериментов носимые био-
калориметры НБК-1 и НБК-2. I
7.3. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЙ
ЧЕЛОВЕКА
’'Один из важных параметров, характеризующих тепловое состоя-
ние человека,— количество его тепловыделений. Тепловыделения j
человека используются при расчетах теплозащитных свойств i
одежды и оценке одежды в целом. Одним из наиболее распро- 1
страненных методов определения тепловыделений является ме-
тод взвешивания. Метод (по аналогии со средневзвешенной тем-
пературой кожи) заключается в измерении локальных тепловы- !
делений qs и последующем расчете тепловыделений qs с по-
мощью эмпирически найденных коэффициентов взвешивания Ьг. si
'Например, по данным Н. К. Витте, уравнение для расчета име- I
ет вид * j
f'tfs— 2 btqSl =0,24?S1 +0,25щ2 —f—0,2^s3 +0,18?s4 Ч-
+0,07^ +0,06?,fi ,
где — тепловыделения соответственно от груди,
i. спины, голени, бедра, лба, кисти
Средневзвешенный тепловой поток можно рассчитать по ,
11-точечной системе П, В. Рамзаева с учетом доли поверхности 8
каждой области тела (коэффициентов взвешивания). При оцен-
ке некоторых видов специальной одежды, когда возможен слож-
ный теплообмен и неравномерное распределение температуры в
подкостюмном пространстве, метод взвешивания не позволяет
получить надежных результатов. В подобных случаях измере-
ние тепловыделений производится с помощью тепломерной одеж-
ды [7.1; 7.6], чувствительные элементы в которой равномерно
распределяются по всей поверхности тела человека.
Принцип действия тепломерной одежды основан на термо-
градиентном эффекте, согласно которому измеряется разница
температур на различных сторонах градиентного слоя:
= Кв (^S-t0) >
где Ks — коэффициент пропорциональности, определяемый при градуировке-
тепломерной одежды, ts, ta — температура поверхности и температура гра-
ничного к телу человека слоя газа.
Наибольшее распространение в исследованиях теплосъема
испарением получили методы колориметрический, гальваномет-
рический, взвешивания и др.
Колориметрическим методом определяют интенсивность по-
тоотделений по степени изменения цвета ряда химических ве-
ществ (лакмусовой бумаги, соединений газа, касторового масла
и др.). Гальванометрическим методом количество выделившего-
ся пота определяют как функцию изменения электропроводнос-
ти кожи в зависимости от состояния потовых желез. Электри-
ческое сопротивление более 500 кОм соответствует сухой коже,
500—2000 кОм — переходу из зоны среднего увлажнения кож-
ных покровов в зону очень легкого увлажнения. Электрическое
сопротивление менее 500 кОм свидетельствует о заметном ув-
лажнении кожных покровов [7.3]. По данным 3. С. Чубаровой,
при сравнительной оценке специальной одежды, изготовленной
из тканей с различным вложением лавсана (от 20 до 70%), в из-
делиях из ткани с увеличением вложения лавсана в области
груди наблюдается повышение увлажнения кожи.
Наиболее доступный из методов — взвешивание человека до-
и после эксперимента. Разность между массами человека до и
после опыта позволяет определить влагопотери.
Перечисленные методы обладают рядом недостатков. Коло-
риметрический метод обладает невысокой точностью, статично-
стью, искажает картину процесса потоотделений в зоне контакта
индикатора и поверхностью кожи. Гальванометрическим мето-
дом информацию о потоотделении получают с локальных участ-
ков тела, а при использовании метода взвешивания в зависимо-
сти от задач исследования возможны перерывы в выполнении
физической работы испытателем.
Рассмотренные методы определения потоотделений человека-.,
чаще всего используются при оценке бытовой и некоторых ви-
дов специальной одежды. Для определения влагопотерь челове-
138
ч
I 1
₽ жа в средствах индивидуальной защиты эти методы малопригод-
: гны. Биовлагомерные устройства, исключающие непосредствен-
' ный контакт чувствительных элементов с поверхностью кожи че-
[ ловека и позволяющие исследовать влаговыделения непосредст-
‘ гвенно в ходе жизнедеятельности человека, в этом случае наибо-
лее перспективны.
i Другой метод [7.1], применяемый при оценке влагопотерь че-
' ловека в средствах индивидуальной защиты, основан на измере-
нии за время Лт приращения влагосодержания Да сушильного
: агента (газа), вентилирующего подкостюмное пространство
’НБК-1 или НБК-2 и функционально связанного с интенсив-
ностью выделения влаги Ajs:
। .(jl.—r\jsMr=r.l\aGri\-x-103,
? где qx — количество тепла, отдаваемого в процессе испарения влаги; г —
скрытая теплота царообразования, AJr— масса тела человека, Gr— расход
-газа
При использовании в НБК системы терморегуляций, включа-
'ющей в себя термометры, гигрометры и расходомеры, правую
часть уравнения выражают через относительную влажность газа
(%) и температуру газа (°C) на входе и выходе НБК. При та-
ком подходе метод позволяет измерять потоотделения и тепло-
отдачу организма испарением, а также одновременно стандар-
тизировать параметры микроклимата подкостюмного простран-
ства.
Методы калориметрии в средствах индивидуальной защиты
связаны с разработкой носимых биокалориметров (рис. 7.7).
Рис 7 7. Принципи-
альная схема биока-
лориметрической сис-
темы
1 — газовая среда, 2 —
гермосиловая оболочка,
3 — термоградиентный
- слой, 4 — носимый био-
калориметр, 5 — кос
тюм жидкостного охла-
ждения, 6 — проточные
калориметрические уст-
ройства, 7 — термобаро-
ълагокамера; 8 — систе-
ма жизнеобеспечения,
9 — система автоматиче-
ского регулирования сре-
ды обитания человека,
10 — электрокоммуника-
ции, 11 — измеритель-
ный комплекс, 12 — си-
-стема автоматической
биокалориметрической
информации, 13 — гид-
Еро- и пневмокоммуника-
йции, 14 — регулятор нз
сбыточного давления
ив
Принципиальная схема биокалош^^лреской систем^ состоит*
из систем:
носимого биокалориметра, включающего в себя костюм
жидкостного охлаждения, магистрали и устройства систем вен-
тиляции, гермосиловую оболочку, термоградиентный слой, элек-
трические коммуникации, фал, снабженный блоками проточных
калориметрических устройств;
автоматизированного измерительного комплекса, который со-
стоит из системы измерения и автоматического сбора и обра-
ботки биоэнергетической информации;
системы обеспечения жизнедеятельности человека, объеди-
няющей стенд микроклимата и систему автоматического регу-
лирования параметров среды обитания человека.
Носимый биокалориметр (НБК) обеспечивает измерение-
энерготрат, теплопродукции, тепловыделений и параметров
структуры теплового баланса человека в различных условиях
деятельности его в средствах индивидуальной защиты.
7.4. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОКЛИМАТА
ПОД ОДЕЖДОЙ
Микроклимат под одеждой оценивается рядом показателей: тем-
пературой и влажностью воздуха, содержанием в нем углекис-
лого газа. Температуру воздуха под одеждой (между телом и
одеждой) и в ее слоях измеряют с помощью термопар и термо-
метров сопротивления металлических и полупроводниковых (на-
пример, ММТ-1, ММТ-4, ММТ-6, КМТ-1, КМТ-12 и др.).
Число и топографию точек измерения температуры воздуха
под одеждой выбирают в зависимости от задач исследования.
В условиях нагревающей среды температуру воздуха под одеж-
дой обычно измеряют в области спины и груди. В условиях ох-
лаждения с целью определения теплозащитных функций различ-
ных предметов одежды целесообразно измерять температуру в
области груди, спины, поясницы, плеча и бедра.
В условиях нагревающего микроклимата по температуре под-
одежного пространства можно судить о преимуществах и недос-
татках одежды той или иной конструкции, о правильности вы-
бора материалов для ее изготовления. По данным [7.3], при
сравнительном анализе температуры воздуха на различных участ-
ках под одеждой рабочих стекловаренной промышленности (при
температуре воздуха в рабочей зоне 40 °C, интенсивности лу-
чистого тепла около 12,56-104 Вт/м2) наблюдается снижение
этого показателя при использовании костюмов с системой воз-
душного охлаждения по сравнению с показателем при исполь-
зовании костюмов без нее. Это свидетельствует об уменьшении
тепловой нагрузки на организм человека. Температура пододеж-
ного пространства является наглядным показателем при оценке-
эффективности применения конструктивных элементов, обеспе—
140
чивающйх вентиляцию этого пространства в одежде для защиты
от пониженных температур. Например, наличие вентиляционных
отверстий на боковых участках куртки практически не отража-
ется на средней температуре пододежного пространства в об-
ласти туловища. Вентиляционные отверстия в нижней части
куртки снижают температуру пододежного пространства на 4 °C
при скорости ветра 5 м/с [7.3].
Влажность воздуха под одеждой измеряется методами, ос-
нованными на физических явлениях, происходящих с некоторы-
ми веществами в присутствии влажного воздуха [7.2]. Эти явле-
ния определяют и названия методов измерения влажности воз-
духа- электропснхрометрический, сорбционный и т. д.
Электропсихрометрический метод. Этот метод основан на из-
мерении температуры сухим и влажным термометрами, поме-
щенными в пододежное пространство. В качестве датчиков этих
приборов используются полупроводниковые термометры сопро-
тивления— термисторы, которые закрепляются в устройствах из
органического стекла. Термистор увлажняется через специаль-
ное отверстие устройства, заполненное гигроскопической ватой»
содержащей влагу. Многоканальные приборы, основанные на
электропсихрометрическом методе, позволяют измерять влаж-
ность воздуха на нескольких участках пододежного простран-
ства.
Необходимость частого смачивания одного из термоэлемен-
тов, искажение микроклимата пододежного пространства не
обеспечивают получения надежных и точных данных о влажно-
сти воздуха под одеждой и ограничивают широкое использова-
ние этого метода.
Сорбционный метод. Данный метод основан на использовании
свойств гигроскопичных тел, состояние которых зависит от ко-
личества поглощенной влаги. В зависимости от влажности воз-
духа гигроскопичные тела поглощают разное количество влаги
и вследствие этого изменяют, например, электропроводность и
другие свойства’.
В гигрометрах, основанных на изменении электропроводно-
сти некоторых материалов в зависимости от изменения влажно-
сти окружающего их воздуха, в качестве чувствительного эле- J
мента применяются влагочувствительные пленки. Электролити- |
ческий гигрометрический датчик может представлять собой ци- ”
линдр из органического стекла диаметром 14 мм, покрытый вла-
гочувствительной пленкой из поливипилбутираля с солью лития
[7.2]. На цилиндр наматывается платиновая спираль из пары не
соединенных между собой проводов. Такой датчик подключается
в схему неравновесного моста и размещается под одеждой. Из-
менение влажности воздуха под одеждой передается на регист-
рирующее устройство. Для измерения влажности воздуха меж-
ду телом человека и отдельными слоями пододежного простран-
ства могут применяться гигрометры с подогревными датчиками.
Принцип действия подогревных электролитических датчиков
основан на зависимост^вксимальной упругости водяного пара
над поверхностью nacj^^^nro раствора гигроскопической соли
от температуры. ВлаЛЦИЬительным элементом у Электроли-
тических подогревны^^^’^гов является насыщенный водный
раствор соли, покрывающий поверхность чувствительного эле-
мента термометра. Состояние равновесия влажности пододежно-
го воздуха и окружающей среды достигается изменением тем-
пературы чувствительного элемента, которая характеризует
влажность пододежного воздуха. Основную характеристику дат-
чиков, зависимость равновесной температуры от влажности за-
меряемой газовой среды получают на основании специальных
номограмм.
С помощью цветовых гигрометров влажность воздуха под
одеждой измеряют визуальным путем. Полоски бумаги или тка-
ни, пропитанные специальным раствором, изменяют свой цвет в
зависимости от влажности воздуха; этот цвет сравнивается с
цветовой шкалой. Цветовые гигрометры просты и дешевы, од-
нако обладают большой инерцией (требуемое время измерения
от 30 мин до 2 ч).
Для определения температуры и влажности воздуха под
одеждой используются датчики, действующие по принципу мало-
инерционного термометра. Работа прибора основана на свойст-
вах полупроводникового микротерморезистора и гигристора из-
менять проводимость при изменении температуры и влажности
воздуха под одеждой. Динамику влажности воздуха под одеж-
дой можно проследить, измеряя влажность воздушных прослоек
в одежде. По этой динамике можно судить о способности одеж-
ды благодаря ее конструкции и материалам, из которых она из-
готовляется, передавать влагу с поверхности тела в окружаю-
щую среду. При сравнительной оценке одежды лучшей будет та,
в которой скорость нарастания влажности воздуха под одеждой
•будет меньше. Содержание углекислого газа под одеждой опре-
деляют методом карбоксидометрии, в основе которого лежит
поглощение углекислого газа химическими веществами.
Для газового анализа пододежного воздуха может быть ис-
пользован метод газовой хроматографии. Количество углекисло-
ты в пододежном воздухе зависит от температуры, влажности
окружающего воздуха, толщины пакета одежды, гигиенических
свойств материалов, уровня энерготрат, конструкции одежды.
По содержанию углекислоты под одеждой оценивают вентили-
руемость одежды, под которой понимают обмен воздуха в ее
порах, прослойках и пододежном пространстве. Вентилируемость
одежды может быть определена по величинам абсолютной влаж-
ности пододежного и окружающего воздуха и количеству влаги,
удаленной из-под одежды путем вентиляции.
Скорость движения воздуха при исследованиях одежды оп-
ределяют с помощью анемометров. Измерение скорости движе-
142
[ ния воздуха под одеждой позволяет подучить данные, однован-
|ные на сравнении степени замкнутости пододежного простран-
ства в спецодежде различных видов и оценке эффективности ис-
пользований в конструкции одежды вентиляционных отверстий
и устройств. По данным ЦНИИШПа, при исследовании эффек-
тивности устройств с конвективным охлаждением в спецодежде
для работы в условиях нагревающего микроклимата скорость
движения воздуха под одеждой регистрировалась в нескольких
точках. В результате исследования установлено, что скорость
движения воздуха под одеждой при одном и том же расходе по-
даваемого воздуха колеблется от 0,1 до 1,5 м/с в зависимости
(от степени прилегания одежды к телу, места расположения вен-
тиляционных отверстий, количества и величины естественных
зазоров в одежде.
7.5. ОЦЕНКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЧЕЛОВЕКА
Для оценки конструкции одежды, режимов ее эксплуатации,
воздействия на организм неблагоприятных факторов внешней
среды исследуют работоспособность человека (ГОСТ 12.4.061 —
[ 88 «Работоспособность человека в средствах индивидуальной
защиты»).
Работоспособность человека определяют на специальных
стендах-имитаторах, где испытуемый выполняет различные дви-
жения, характерные для изучаемых рабочих операций многих
профессий. При этом исследуют гемодинамику человека, уста-
навливают выносливость мышц к различным статическим и ди-
намическим нагрузкам, состояние центральной нервной системы.
Наиболее полно выявляется влияние изучаемых условий на
работоспособность человека при выполнении им движений в со-
четании с дозированной физической нагрузкой различной тяже-
сти и продолжительности.
О гемодинамике судят по частоте сердечных сокращений, ве-
личине и характеру восстановления частоты этих сокращений
после дозированных физических нагрузок. Оптимальное физио-
логическое состояние „человека характеризуется следующей час-
тотой сердечных сокра'щений, ударов в минуту: в состоянии по-
коя 50—75; при легкой работе — 90—100; при работе средней
тяжести ПО—120; при тяжелой работе 130—140 [7.6].
Величина и характер восстановления частоты сердечных со-
кращений после выполнения физической работы коррелируются
с субъективной оценкой человеком удобства конструкции, ее
массы и др.
Исследование умственной работоспособности и состояния
центральной нервной системы позволяет установить изменения
в характере выполнения движений еще до появления у человека
ощущения мышечной усталости и изменений в сердечно-сосудис-
той системе. Правильность координации движений человека оп-
па
ределяется с помощью координаторной пробы на координамо-
метре. 1
Для оценки двигательных функций применяют методы дина-
мометрии, с помощью которых определяют показатели мышеч-
ной силы и мышечной выносливости: максимальное мышечное
усилие Almax, мышечное усилие до начала физической работы Mi
и после ее окончания М2. Мышечное усилие правой и левой ру-
ки до и после опыта определяют ручным динамометром. За по-
казатель выносливости кисти руки принимают усилие, которое
фиксируется после того, как кисть в течение 1 мин выдерживает
2/з своего максимального мышечного усилия. Коэффициент мы-
шечной выносливости К рассчитывают по формуле
К=(Л11-М2)/(2Мтах).
При оценке работоспособности человека большое значение
имеет выбор физической нагрузки: ее тяжести, характера и ре-
жима выполняемой работы. Этот вопрос широко освещен в ли-
тературе. Наиболее распространено задание дозированной на-
грузки на велоэргометре и беговой дорожке, с помощью «степ-
теста». На велоэргометре испытуемый работает руками и нога-
ми. В «степ-тесте» дозированной нагрузкой являются подъем на
ступеньку и подъем груза на определенную высоту.
Важен и сложен вопрос выбора режима выполняемой рабо-
ты. Наилучшей физической нагрузкой является непрерывная ра-
бота в течение определенного времени или до отказа от работы.
Однако в гигиенических исследованиях такой режим работы не
всегда применим. Это связано>с тем, что отказ от работы может
наступить не только вследствие неблагоприятного действия
одежды. Кроме того, работа человека на производстве без пе-
рерыва в течение длительного времени — редкое явление. В ги-
гиенических исследованиях часто используют следующий ре-
жим: 40 мин — работа, 20 мин — отдых.
В процессе трудовой деятельности на человека воздействует
множество факторов, которые воспринимаются рецепторами ко-
жи. С помощью одних из рецепторов человек ощущает давление
одежды на тело. Чувствительность этих рецепторов на механи-
ческие раздражения определяется как минимальное давление,
необходимое для возникновения ощущения. Это давление колеб-
лется в широких пределах в зависимости от участков кожи (на
губах, спине, животе и др.). Для измерения давления одежды
используются различные датчики. Наиболее распространены
тензометрические датчики, с помощью которых можно опреде-
лить давление на тело в необходимый момент. Тензодатчики
соединены полумостовой схемой с измерительной аппаратурой,
которая фиксирует давление. По данным ЦНИИШПа, при ис-
следовании джинсов с применением тензодатчиков среднее дав-
ление на тело человека составляло 150—170 кПа, а при иссле-
довании комбинезонов специального назначения — 70 кПа.
144
Одежда, оказывая в процессе эксплуатации давление на те-
ло человека, не должна вызывать раздражения кожи, наминов,
потертостей. При использовании специальной одежды (средств
индивидуальной защиты) не всегда удается избежать этих не-
благоприятных воздействий. Механические воздействия лицевых
частей средств индивидуальной защиты могут вызывать нами-
ны трех степеней:
I — ярко-розовая или красная окраска кожи, исчезающая в
•течение 2—5 мин после прекращения воздействия;
II — темно-красная или багровая окраска кожи, исчезающая
в течение 5—20 мин после прекращения воздействия;
III — синюшная окраска кожи с резко очерченными краями,
сохраняющаяся более 20 мин после прекращения воздействия.
По данным гигиенистов, механическое воздействие на лице-
вые части не должно вызывать намины III степени. Интенсив-
ность выделения материалами одежды раздражающих веществ
и неприятных запахов рекомендуется относить к группам 1—5.
Группе 1 соответствует резкий запах, группе 2 — сильный, 3 —
слабый, группе 4 — едва ощутимый. В материалах группы 5 за-
пах отсутствует. К изготовлению одежды могут быть допущены
материалы, относящиеся по интенсивности запаха к группам 4—
5, а в отдельных случаях — к группе 3.
7.6. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ОДЕЖДЫ
Для оценки толщины одежды используют контактные и бескон-
тактные методы. В контактных методах применяют дуговой кон-
турограф, толстотный циркуль или специально тарированную
иглу. Неизбежное давление контактного приспособления на
одежду из-за деформируемости материалов и воздушных про-
слоек между ними приводит к искажению измеряемой величины.
Для измерения толщины одежды перспективны бесконтакт-
ные методы: стереофотограмметрии, рентгенографии, радиоэлек-
тронный и др. В методе стереофотограмметрии измерение объ-
екта в натуре заменяется-измерением его изображений па фо-
тографических съемках.
Стереофотограмметрический метод обладает рядом преиму-
ществ по сравнению с контактными методами: съемка проекций
производится за очень короткий срок (30—40 с), при этом сме-
щение фигуры человека незначительное. Исключаются также
погрешности, возникающие при контактных измерениях из-за де-
формации тканей во время соприкосновения с измерительными
устройствами. Однако методом стереофотограмметрии измеря-
ется лишь суммарная толщина одежды. Послойное измерение
толщин тканей и воздушных прослоек этим методом невозможно.
Метод рентгенографии основан на способности ткани погло-
щать рентгеновские лучи. Он позволяет получить на пленке кон-
10—146 145
туры любых сечений тела и одежды. Однако данным методом
нельзя определить толщину воздушных прослоек между /близко
расположенными слоями одежды, так как при этом неизбежны
накладывания одних сечений на другие.
Толщину воздушных прослоек в одежде, а также толщину
тканей и одежды в целом на манекене и на человеке можно из-
мерять радиоэлектронным методом. Установка для измерения
толщины состоит из толщинометра ЭМТ-2М(А) и приспособле-
ния для крепления высокочастотного индуктивного датчика. При-
способление обеспечивает возможность перемещения датчика в-
различных плоскостях и его закрепление в необходимом поло-
жении. Диапазон измеряемых толщин 0—20 мм. При измерения
толщины одежды свыше 20 мм используется прибор другой мо-
дификации, работающий по этому же принципу.
Толщину пакета материалов одежды можно определить оп-
тическим методом. Оптические методы предусматривают изме-
рение перемещений между двумя точками плоскости изображе-
ния микроскопа. Они основаны на явлении отражения и пре-
ломления лучей света и используются для определения толщи-
ны прозрачных материалов, лакокрасочных покрытий пленки
и др. Наиболее распространен оптический метод с использова-
нием микроскопа МБС-2.
7.7. ФИЗИОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ОДЕЖДЫ
В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ
Физиолого-гигиенические экспериментальные исследования одеж-
ды проводят в микроклиматических, аэрозольных, термобаро- и
других камерах, конструкции которых позволяют моделировать
и контролировать метеорологические и специальные параметры
внешней среды: температуру, влажность, подвижность воздуха,
содержание вредных веществ, изменение давления и др.
На рис. 7.8 представлена схема одной из микроклиматичес-
ких камер. Камера разделена герметичными дверями на три
части: операторскую, камеру (17 м2) и помещение вспомогатель-
ного оборудования. В стенах и дверях камеры имеются иллюми-
наторы. Температура в камере поддерживается автоматически
с помощью электронной системы — реле, которое включают в за-
висимости от показаний контактных термометров, подвешенных,
на стенах и в центре камеры.
Оборудование микроклиматической камеры позволяет созда-
вать и поддерживать в ней температуру воздуха в диапазоне
от +150 до —70 °C и относительную влажность до 80%.
Всеми системами управляют автоматически с пульта управ-
ления. На пульте оператора размещены измерительные и реги-
стрирующие приборы, а также устройства, обеспечивающие ав-
томатическое поддержание заданного режима в камере. Пульт
146
Рис. 7.8\ Схема микроклиматической ка-
меры: \
J —шкаф иля химических деактивов; 1, 3 —
воздуходувы; 4, 5, 6, 7 — калориферы; в —
медицинские весы; 9— элекгромстроном; 10 —
источник- лучистого тепла: 11, 12, 13 —- при-
способления для дозирования физической ра-
боты; 14 — психрометр. 15 — контактный элек-
трометр; 16 — стул для отдыха испытуемого;
17 — звуковые и световые раздражители; 18 —
дуги; 19, 20, 21 — газоанализаторы Велау;
22 — газоанализатор Холдена, 23 — прибор дли
'Определения влажности пододежного воэду
ха; 24 — электрометроном, 25- прибор для
измерения кровяного давления; 26 — прибор
для исследования координации движений;
27 — настольные весы; 28, 29 — распредели-
тельные щиты; 30 — газовые часы; 31 — реле
оборудован системой связи, обеспечивающей переговоры нахо-
дящихся в камере и оператора. В стенках камеры закреплены
герметичные выводы, через которые на регистрирующие при-
боры выводятся электрические сигналы, полученные посредством
датчиков, закрепленных на испытуемых.
В комплект камеры входят электронно-физиологическая ап-
паратура и автоматические газоанализаторы, обеспечивающие
контроль и регистрацию содержания в воздухе углекислого газа
и кислорода.
В зависимости от поставленных задач объем проводимых ис-
следований изменяется.
Физиолого-гигиеническая оценка специальной одежды боль-
шинства видов проводится в соответствии с существующими ме-
тодическими приемами исследования бытовой одежды. Приво-
дится также оценка соответствия качества готовой специальной
одежды защитным требованиям, предъявляемым к ней. Защит-
ные свойства специальной одежды оцениваются различными ме-
тодами [7.3].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
7.1. Городинский С. М.,' Глушко А. А., Орехов Б. В. Калориметрия в
средствах индивидуальной защиты. М., 1976.
7.2. Делль Р. А., Афанасьева Р. Ф., Чубарова 3. С. Гигиена одежды. М.,
1979.
7.3. Чубарова 3. С. Методы оценки качества специальной одежды. М.,
1988.
7.4. Минх А. А. Методы гигиенических исследований. М., 1967.
7 5. Чередниченко Л. К. Физиологическая калориметрия. М., 1965.
7.6. Городинский С. М. Средства индивидуальной защиты для работ с
радиоактивными веществами. М., 1979.
7.7. Осипова В. А. Экспериментальное исследование процессов теплооб-
мена. М.; Л., 1964.
7.8. Алексеев С. М., Уманский С. П. Высотные и космические скафандры.
ЛЛ., 1973.
10* 147
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица 1
Суммарное тепловое сопротивление одежды, предназначаемой для двухчасового пребывания человека
в среде с различной температурой воздуха, Ясум, м2-°С/Вт
Энерготра- ты человека, Вт Температура воздуха, °C
0 -5 -10 -15 —20 -25 -30 -35 —40 -45 -50 -55 -60
ИЗ 0,58 0,68 0,79 0,90 1,02 1,13 1,24 1,33 1,49 '..Л 1,74 1,87 2,01
175 0,45 0.52 0.60 0,68 0,70 0 84 0,96 , 01 1.09 1,19 1,28 1,37 1,40
234 0,33 0,39 0,45 0.51 0,57 0,63 0 70 0,50 0,33 0 ю 0,97 1,04 1,11
290 0,23 0,28 0 33 0.38 0,43 0,48 0,53 0,41 О.оЗ 0,69 0,74 0 ьэ 0,85
348 0,19 0,23 0,27 0.31 0,35 0 33 0 45 Г 4<$ 0,52 0.56 0,61 0,66 9,71
410 0,16 0.19 0 23 0,26 0,29 0,33 0,37 0 4? 0 44 0,76 0,52 0,58 0.60
462 0,13 0,16 0,19 0,22 0,25 0 28 0 И 0,эо 0,38 0,58 0,45 0,48 0,51
Таблица 2
Средневзвешенная толщина пакета материалов одежды (куртка и брюки, комбинезон) 6, мм, и соответствующее
ей суммарное тепловое сопротивление одежды /?оум> м2-°С/Вт
^сум 0 •^с у м б в ^су м б ^сум в ^сум б *с ум б
0,12 0.0 0,14 0,5 0,16 1,0 0,18 1,5 0,21 2.0 0,22 2 5 0,24 3,0
0,12 0,0 0,33 5,0 0,50 10,0 О.ьО 15,0 0,73 20,0 0,79 25 3 0,84 32,0
0,14 0,5 0,34 5,5 0,51 10,5 0,64 15,5 0,74 20,5 0,80 25,5 0,84 33,0
0,16 1,0 О.об 6,0 0,52 11,0 0,65 16,0 0,75 21,0 0,80 26,0 0,85 34,0
0,18 1,5 0,38 0 54 11,5 0,65 16.5 0,76 21,5 0,81 26 5 0,85 35,0
0,21 2.0 0,40 7,3 0 56 12,0 0,67 17,0 0,77 22,0 0,81 27.0 0,86 36,0
0,22 2,5 0,4! 7.5 0,57 12,5 0,68 17,5 0,77 22,5 0,82 27,5 —- It.
0,24 3 0 0,43 8,0 0,58 13,0 0,69 18,0 0,77 23,0 0,82 28,0 —
0,27 3,5 0.45 8,5 0,58 13,5 0,71 18,5 0,78 23,3 0,83 29, Q —
0.29 4,0 0,46 9,0 0,60 14,0 0,72 19,0 0,78 24,0 0,83 30,0 — —
0.31 4,5 WIIJUII wpi Ц Д 14 0,48 9,5 0,61 14,5 0,73 19,5 0,79 24,5 0,53 31,0 —
W^4S^H
1 Таблица 3
Исходное суммарное тепловое сопротивлеиие одежды в области туловища (в комплекте с пальто, ходьба), м2-°С/Вт
Воздухопроницаемость пакета материалов пальто, дм3/(м3 с), при скорости ветра, м/с
Темпера- тура воз- духа, °C 0 2
— 0 ю 20 30 40 50 60 70 80 90 100
10 0,30 0,375 0,37 0,37 0,38 0,38 0,42 0,45 0,49 0,55 0,63 0,77
5 0,37 0,42 0,42 0,42 0,42 0,43 0,46 0,50 0,54 0,61 0,71 0,86
0 0,44 0,50 0,50 0,50 0,50 0,51 0,55 0,59 0,65 0,73 0,84 1,02
—5 0,51 0,57 0,57 0,57 0,58 0,60 0,64 0,69 0,75 0,85 0,98 1,18
-10 0,58 0,65 0,65 0,66 0,66 0,68 0,73 0,78 0,85 0,96 1,Н 1,34
— 15 0,66 0,75 0,75 0,75 0,75 0,77 0,83 0,89 0,97 1,10 1,26 1,53
—20 0,73 0,82 0,82 0,83 0,83 0,85 0,92 1,00 1,08 1,21 1,40 1,69
—25 0,81 0,92 0,92 0,93 0,93 0,95 1,02 1,10 1,20 1,35 1,55 1,88
—30 0,88 1,00 1,00 1,01 1,01 1,03 1,11 1,20 1,31 1,46 1,69 2,04
—35 0,96 1,09 1,09 1,11 1,Н 1,12 1,21 1,31 1,43 1,60 1,84 2,23
—40 1,04 1,18 1,18 1,19 1,19 1,22 1,31 1,42 1.55 1.73 2,00 2,41
-45 1,12 1,27 1.27 1,28 1.28 1.31 1.41 1 53 1.67 1,86 2,15
149>
OSE
Йродол&ейие таёл $
Температура воздуха, °C Воздухопроницаемость пакета материалов пальто, дм3/(мг с), при скорости ветра, м/с
4
0 10 20 30 40 50 X 60 70 80 90 100
10 0,39 0,39 0,40 0,41 0,43 0,47 0,51 0,57 0,66 0,82 1,10
5 0,44 0,44 0,45 0,46 0,48 0,52 0,57 0,63 0,74 0,92 1,23
0 0,53 0,53 0,53 0,55 0,57 0,62 0,68 0,75 0,88 1,10 1,46
—5 0,61 0,61 0,62 0,63 0,66 0,72 0,79 0,87 1,02 1,27 1,70
—10 0,69 0,69 0,70 0,72 0,75 0,82 0,90 1,00 1,16 1,45 1,93
—15 0,79 0,79 0,80 0,82 0,86 0,94 1,03 1,13 1,32 » 1,65 2,20
—20 0,87 0,87 0,89 0,91 0,96 1,04 1,14 1,25 1,46 1,82 2,43
—25 0,97 0,97 0,98 1,01 1,06 1,15 1,26 1,39 1,62 2,02 2,70
-30 1,06 1,06 1,07 1,10 1,15 1,27 1,37 1,51 1,76 2,20 2,95
—35 1,15 1,15 1,17 1,12 1,26 1,37 1,50 1,65 1,92 2,40 3,20
—40 1,25 1,25 1,26 1,30 1,36 1,48 1,62 1,79 2,08 2,60 3,46
-45 1,34 1,34 1,36 1,40 1,47 1,60 1,75 1,93 2,24 2,80 3,73 к
Продолжение табл. 3
Температура воздуха, "С Воздухопроницаемость пакета материалов пальто, дм3/(ма'С), при скорости ветра, м/с
6
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
10 0,38 0,39 0,40 0,40 0,42 0,47 0,53 0,62 0,78 1,00 3,00
t 5 0,48 0,48 0,49 0,50 0,52 0,58 0,66 0,77 0,97 1,23 2,05
0 0,57 0,57 0,58 0,59 0,62 0,69 0,78 0,91 1,15 1,46 2,44
—5 0,66 0,66 0,68 0,68 0,70 0,80 0,91 1,06 1,34 1,70 2,83
—10 0,75 0,75 0,77 0,78 0,82 0,92 1,03 1,20 1,52 1,93 3J2
—15 0,85 0,86 0,88 0,89 0,94 1,04 1,17 1,37 1,73 2,20 *2 £JSL
—20 0,94 0,96 0,97 0,98 1,04 1,15 1,30 1,52 1,92 2 43 4.05
-25 1,05 1,06 1,08 1,09 1,15 1,28 1,44 1,68 2 13 8Д
—30 1,14 1,15 1.17 1,18 1,25 1,39 1,57 1,83 231 2Л5 > «цт
-35 1,24 1,26 1,28 1,29 1,37 1,52 1,71 200 9 Si? 1Я» 5ЛЗ
—40 1,35 1,36 1,38 1 40 1,48 1 65 1 s5 2.16 2Л 3^-JS 5,77
-45 1,45 1Л7 1.49 1.51 1 60 I 77 № Д. |1|ДОД> Л> SkflL Фи э 6Д?
15К
Продолжение табл §
rv.iinffii
Температура воздуха, °C Воздухопроницаемость пакета материалов пальто, дм’/(м2 с), при скорости ветра, м/с
8
0 10 20 30 40 50 60 70 80 so 100
10 0,41 0,41 0,42 0,44 0,46 0,51 0,62 0,76 1,03 1,42 3,00
5 0,50 0,51 0,52 0,54 0,57 0,63 0,77 0,94 1,27 1,76 3,70
0 0,60 0,61 0,62 ’0,64 0,68 0,75 0,91 1,12 1,51 2,09 4,40
—5 0,69 0,70 0,72 0,75 0,79 0,87 1,06 1,30 1,75 2,42 5,10
—10 0,79 0,80 0,82 0,85 0,90 1,00 1,20 1,48 2,00 2,76 5,8
—15 0,90 0,91 0,94 0,97 1,03 1,13 1,37 1,69 2,27 3,14 6,6
-20 1,00 1,01 1,04 1,07 1,И 1,25 1,52 1,87 2,51 3,47 7,30
—25 1,09 1,12 1,15 1,19 1,26 1,39 1,68 2,07 2,79 3,85 8,10
-30 1,20 1,28 1,25 1,29 1,37 1,51 1,83 2,25 3,03 4,19 8,80
—35 1,33 1,37 1,41 1,50 1,65 2,00 2,46 3,31 4,57 9,6 1,43
—40 1,42 1,44 1,48 1,52 1,62 1,79 2,16 2,66 3,58 4,95 10,4
—45 1,53 1,55 1,60 1,64 1.75 1,93 2,33 2,87 3,86 5,33 11,2
Окончание табл. 3
Температура воздуха, °C Воздухопроницаемость пакета материалов пальто, дм:!/(м! с), при скорости ветра м/с
10
0 10 20 30 40 60 60 70 80 90 100
10 0,44 0,44 0,46 0,48 0,52 0,60 0,75 1,00 1,07 3,0 —'
5 0,51 0,55 0,56 0,59 0,64 0,74 0,92 1,23 1,32 370 Эч»
0 0,65 0,65 0,67 0,70 0,77 0,88 1,10 1,46 1,57 4,40 С
—5 0,75 0,76 0,78 0,82 0,89 1,02 1,27 1,70 1,82 5,10 —
—10 0,85 0,86 0,89 0,93 1,01 1,16 1,45 1,93 2,07 5,8 —
—15 0,97 0,97 1,01 1,06 1,15 1,32 1,65 2,20 2,35 6,6 —
—20 1,08 1,08 1,12 1,17 1,28 1,46 1,82 2,43 2,60 7,30 —•
—25 1,20 1,20 1,24 1,30 1,42 1,62 2,02 2,70 4,05 8,10 —
—30 1,31 1,31 1,35 1,41 1,54 1,76 2,20 2,93 3,14 8,80 —
—35 1,43 1,43 1,47 1,54 1,68 1,92 2,40 320 3,42 9,6 —
—40 1,55 1,55 1,60 1,67 1,82 2,08 2,60 3,46 3,71 1,04
—45 1,67 1,67 1,72 1,80 1,96 2,24 2,80 3,73 4,00 11,2
'•'i
Потери тепла на нагревание вдыхаемого воздуха, Вт
Таблица 4
Энерготраты человека, Вт Температура окружающей среды, °C
0 —5 — 10 —15 —20 —25
116 6,10 7,01 8,14 9,1 10,2 44,22
175 8,14 9,48 10,87 12,2 13,6 14,9
234 10,84 12,67 14,44 16,3 18,0 19,9
290 12,21 14,30 16,28 18,4 20,3 22,4
348 14,65 17,09 19,65 22,1 24,2 26,97
410 17,01 19,88 22,8 25,6 28,6 31,4
462 18,37 21,51 24,5 27,7 30,8 33,7
Окончание табл. 4
Эйерготраты человека, Вт Температура окружающей среды, °C
-30 —35 -40 —45 —50 —55 -60
116 12,2 13,3 14,5 15,2 16,3 17,3 18,4
175 16,3 18,0 19,0 20,6 21,7 23,0 24,4
234 21,6 23,5 25,2 27,1 28,8 30,7 32,6
290 24,4 26,5 28,5 30,6 32,6 34,7 36,6
348 29,3 31,9 34,4 36,5 39,2 41,6 44,2
410 34,2 37,0 39,8 42,7 45,3 48,3 51,2
462 36,9 40,0 43,0 45,8 49,1 52,3 55,2
функционального состояния человека при легкой нагрузке (М~ ISO Вт) в спецодежде «костюм» (температура воздуха 30 ..35 °C, влажность 60%, скорость движения воздуха 0,1 м/с)
Волокнистый сос- тав материала,% Мышечное усилие кисти рук Коэффициент мы- шечной выносливости Ошибка при уста- новке движущегося объекта Координаторная проба Ощущение времени (отклонение), с
исходное, даН ф Я к о 5 изменение показате- И ЛЯ, % 1 исходный после опыта изменение показате- ля, % исходная после опыта изменение показате- ля, % исходная» число 1 касаний после опы- та, число касаний изменение показате- ля, % 1 исходное после опыта
Хлопок, 100 45 (правая) 48 6,1 0,87 0,88 1,1 0,049 0,027 —83,0 0,011 0,007 —50,0 -5,0 —2,70
46,5 (левая) 43,6 —6,7 0,88 0,83 -6,0
Полиэфир, SJ* вискоза, 67 44 (правая) 51 13,5 0,82 0,96 14,6 0,035 / да 0,015
47 (левая) 49 4,0 0,89 0,92 3,8
Хлопок, 50: полиэфир, 50 47 (правая) 48,5 3,0 0,83 0,9 8,3 0,034 0,037 8.2 ми «яа —0,50 3,30
49,5 (левая) 48 —3,1 0,88 0,9 2,2
Полиэфир, 67; хлопок, 33 49,5 (правая) 43 -13,6 0,85 0,82 —4,3 0,055 "7 —1„ циу 1,83 6,50
Ж1 1 Ш 111 1 Л 1" W'g Ill I«RF 46,5 (левая) 45 -2Д 0,85 082 —3.7
I леем)
Окончание табл. 5
Пульс, ударов в минуту, после окончания пери- ода работы Пульс, ударов в минуту, в течение 3 с после окончания периода ра- боты (восстановление пульса) Эффективность испарения, % Влагопо- тери, г/ч Средневзве- шенная тем- пература ко- жи, °C Температура тела, °C Работоспособ- ность, %
о о 3-го О h 1-го 2-го 3-го 4-го V 4Р исходная после опыта исходная после опыта исходная после опыта S X < 2 « а еч £ «ч к 2 йй к W О 4) Я Я Н
Хлопок, 100 98 96 94 94 84 84 82 84 66,5 290,0 29,20 30,68 36,95 37,1 122,0 108,0 —13,С
Полиэфир, 33; вискоза, 67 80 74 88 88 68 66 70 72 82,0 262,5 27,73 29,49 36,80 36,8 140,5 136,4 -з,с
Хлопок, 50; полиэфир, 50 80 74 90 86 78 80 76 80 82,5 287,5 29.15 30,02 36,75 36,8 123,0 126,0 2,4
Полиэфир, 67; 80 82 78 80 68 66 66 83,5 257,5 257,5 27,58 28,25 36,90 36,75 136,2 132,7 -2,6
хлопок, 33
Т a te и ц а 8 Показатели функционального состояний человека при средней нагрузке (А-1~220 Вт) В спецодежде «костюм* (температура воздуха 30. 35 °C, влажность 60%, скорость движения воздуха 0,1 м/с)
Мышечное усилие кисти руки Коэффициент мышеп ной выносливости Ошибка при уста- новке движущегося объекта Координаторная проба Ощущение времени (отклонение), с
Волокнистый состав материала, % <U о 3 ОД я S К н йС 3 И я га о 2 » г « га « Г ° б к s of g
Ч. « а ж л F1 * 2 я м (JJ я х со 5 о я Ф ® X ф <3
°Х г S И Q 3 к м 5 а 5 Ж Q Q н 5 з
& к ” Я К о ‘я кг? S к о SK# S tr W е " ж а U о
Хлопок, 100 53,4 (правая) 53 —0,9 0,88 0,86 —2,95 0,034 0,024 —36,1 0,011 0,010 —5,6 4,1 1,8
47,9 (левая) 48,4 1,1 0,80 0,84 —0,5
Полиэфир, 33; вискоза, 67 49,4 (правая) 54,8 9,9 0,88 0,92 3,8 0,027 0,029 14,3 0,011 0,009 -37 1 0,8 -10,5
49,2 (левая) 54,3 9,4 0,88 0,94 6,4
Хлопок, 50; полиэфир, 50 48 (правая) 50,5 4,95 0,82 0,87 6,3 0,028 0,038 26 1 о&о о,«и -50.G -ф
48,5 (левая) 49 0,95 0.82 0,86 0,48
Полиэфир, 67; хлопок, 33 51 (правая) 52,3 2,6 0,85 0 88 3 3 0 - >5 •яв .W 30135 -ш tys -ад
8 52,8 (левая) 53 0,65 0.89 0,90
«лежач |
Си
оэ
Окончание табл. 6
Волокнистый состав материала. % Пульс, ударов в минуту, после окончания пери- ода работы Пульс, ударов в минуту, в течен не 3 с по»сле окон- чания периода работы (восстановление пульса) Эффективность испарения, % Влагопотери, г/ч Средневзве- шенная тем- пература ко- жи, °C Температу ра тела, °C Работоспособ- ность, %
о О CN О U СО 1 | 4-го о О * 5* 1 3-го 1 О хГ исходная после опыта исходная после опыта исходная после опыта I нзмене- 1 ние пока- зателя
Хлопок, 100 96 90 90 93 76 74 77 78 75,8 447,5 33,21 35,45 36,75 37,05 123,9 129,8 3,95
Полиэфир, 33; вискоза, 67 93 98 95 97 77 77 78 79 75,6 400,0 33,47 34,89 36,79 37,15 129,1 129,0 1,7
Хлопок, 50; полиэфир, 50 89 88 90 94 74 73 74 73 72,3 406,3 32,89 35,31 36,70 36,85 135,0 128,3 -5,2
Полиэфир, 67; хлопок, 33 93 91 91 93 75 73 75 75 8,6 429,2 33,12 34,82 36,85 36,95 131,7 133,1 0,85
Таблица ?
Показатели функционального сосТдМйя человека ори тяжелой физической нагрузке (Л4~ЗОО Вт) в спецодежде «костюм»
(температура воздуха 30 35°C, влажность 60%, скорость движения воздуха 0,1 м/с)
Волокнистый состав материала, % Мышечное усилие кисти руки Коэффициент мы- шечпой выносливости Ошибка ори уста-f иовке движущегося объекта Координ а тор н а я проба Ощущение времени (от клоненне), с
исходное, ' даН после опы- та, даН - « = "5 ® н X w га 2 ж SC^ исходный после опыта изменение показателя, % исходная после опыта изменение показате- ля, % 3 * м о ® О ч s хоз о х га я я о после опы- та, число касаний изменение ион паи ля, % исконное после опыта
.Хлопок, 100 47,5 (правая) 46 —3,3 0,88 0,82 —6,8 0,052 0,031 —40,4 0,016 0,013 —18,7 0,45 —3,6
46,5 (левая) 46,5 0 0,83 0,85 2,4
Полиэфир, 33; вискоза, 67 46,5 (правая) 48,7 46 0,85 090 5,9 0Ж Ю да —<Г -У «
46,7 (левая) 47,4 1Д 0,85 одз —2,4
Хлопок, 50; полиэфир, 50 50,5 (правая) 50,2 -0,160,82 0,91 11,0 шж 0,035 —14,6 0,014 0,013 —7,1 4,4 —5,9
48,4 (левая) 44 —9,1 0,87 0,79 —9,2
Хлопок, 33; полиэфир, 67 48,5 (правая) 49 —2,0 0,90 0,87 —3,3 0,035 0,044 25,7 0,008 0,014 75,0 —0,6 —1,7
— 48,5 (левая) 49 1,2 0,86 0,87 1,2
Окончание Taff л. 1
волокнистый состав материала, % Пульс, ударов в минуту, после окончания периода работы Пульс, ударов в ми- нуту, в течение 3 с после окончания пе риода работы (вос- становление пульса) Эффективность испарения, % Влагопотери, г/ч Средневзве- шенная тем- пература ко- жи, °C Температура тела, °C Работоспособность, %
о О О О о 2-го О со О исходная после опыта исходная после опыта исходная после опыта 02 И 8 4) CS X со q га S W « о к X с ч
Хлопок, 100 102,5 108,0 101,0 104,0 85,5 89,0 88,5 84,5 88,6 480,5 35,3 35,3 36,7 37,2 117,6 113,0 —4,6
Полиэфир, 33; вискоза, 67 102,0 108,0 106,0 109,0 85,5 86,0 85,0 88,0 77,6 437,5 34,2 35,5 36,7 37,2 121,9 112,1 -9,8
Хлопок, 50; полиэфир, 50 104,5 111,5 106,0 99,5 82,0 90,0 85,0 82,0 69,5 557,0 34,1 35,6 36,9 37,2 118,0 116,6 -1,4
Хлопок, 33; полиэфир, 67 104,5 108,5 108,5 106,5 82,0 82,5 83,0 88,0 72,7 440,4 34,5 35,6 37,2 ±3,6 119,0 112,3 —6,7
ОГЛАВЛЕНИЕ
i 1 ।
»ед«ние (P. Ф. Афанасьева) ........
л'ав,а ]. Теплообмен организма человека с окружающей ср
Г Г f i (Р. Ф. Афанасьева) , 11. Терморегуляция Человека 12 1силовой балацсчелоуека 1 3 1 енлоотдачй' уронена . ‘ . Список 1итер»гурр> . <»
'лава 2 Тепловое coifajuiw!, человека, его показатели и крит оценки (/’, фрМЩнасбева) ...... 2 1 ПоиизармК® критерии теплового состРянил чело: 2 2 MiiapOKjMfeflbA одеждой . ... Список /• '• •>
Глава 3 Гигис11ИЧКШ^иШ>оваиия к одежде (Р А. Делль, 3 С. биуа/н) ' Як7, ’ ' 3 1 1 |№впрЯЫиЖ' гигиеническим свойствам материалов
i 12 1 |к>бо|цИж®^пециаЛЬНОЙ °-1ежлй . , ’ . < inn ок Л1ПЙИИЙМ» . f . . < »
* л а в а 4 Осмии мы» шшвЙ проектировании одежды дл> защит холодя (Д| ШШ^йСМва) •,(.!*• • * • • 4 1 ОмляжДямшМ микроклимат и его влияние на < низм .. л . 4 2 Процяеб ММ^оаередачи через пакет материалов оде 4.1 В/1ИЯНИ6 «ряструхцни одежды И параметров мат .том и* Т«ПЙОЗаШитяые свойства . . . , . 4 4, Методика ««здания одежды для защиты от хс и счкпиНСтЫи с условиями ее эксплуатации Список ЛИТСрЙТОЫ ,
Глав а Оснояныя яаиищлм проекгнровання одежды для защи тепла (А Ф. Афанасьева) б 1 В 1»яние нагртШгей среды йа организм человек b 2 Требования к истовой и специальной одежде 5 3 Методика фтййолого-гигиепической. оценки одежд Список литературы/
Глава 6 Основные принципы проектирований специальной од и оценка ее качества (3, С Чубарова) . 1 Список литературы . . . .
Г Л & В а / j 7 Методы физиолого-гигиенической оценки о; (Р А Делль) . . 7.1. Методы измерения температуры 7 2 Биокалориметрия . . 73 Методы исследования тепловыделении чс шнека 7 4. Методы определения микроклимата под одеж 1 7 5 Оценка работоспособности четовека 76- Методы измерения толщины одежды i 7. Физиологе^гигиеническая оцени i одежды и Либ< , ( ных условиях Список лАераТС ры
Приложение {Р! Ф Афанасьева, 3 С lhn't put и)